该项目属于工程热物理和环境工程学交叉学科、能源与环境技术CO2减排领域，是国家能源发展“十三五”规划的重要方向之一。工业固定源燃烧烟气中温室气体CO2的排放控制是能源、环境与化工系统中的关键性问题。常规单一过程的CO2捕获方式成为制约其技术经济性、产物能源化利用以及可循环性的重要瓶颈。因此，发展具有高效经济和环境友好的、系统化的碳捕获方法是工业烟气碳减排的核心基础。针对这一问题，该项目提出新的基于多相强化高效和环境友好型综合捕获与固定CO2的思路方法，并对其过程原理、作用机制、性能表征等进行基础研究。主要科学发现包括：1、冷氨法高效捕获CO2的气液流体动力学、传质原理和强化机制，等持液量高径比优化方法以及碳捕获策略：发现了基于一类静态旋流超重力场的冷氨法高效湿法碳捕获的原理和方法，揭示了旋流气体动力学、强化传质原理、作用过程和机制，发展了旋流流动的数学物理表征方法。提出了基于效率最大化的冷氨法鼓泡湿法碳捕获等持液量高径比的优化方法。厘清了冷氨法氨碳反应化学过程动力学、参数影响、过程强化及竞争反应等若干理论与关系。解决了冷氨法高效CO2捕获的部分基础科学问题。2、动态超重力场高效强化湿法CO2捕获过程的智能化模化理论及数学物理表征方法：发现了影响动态超重力场湿法碳捕获的关键无量纲模化因子。率先建立了伴有化学反应的碳捕获传质系数的智能化模型和算法。解决了动态超重力场CO2捕获的多元化数学物理方法表征问题。3、基于环境友好型能源微藻的CO2综合固定过程方法及其物理化学参数的作用机制，以及固碳产物燃烧过程中次生S/N污染物排放与迁移机制：阐明了烟气固碳优势藻种筛选及其物理化学参数对固碳性能的影响规律、培养模式对微藻固碳的作用机理，揭示了微藻生物碳固定全过程参数对碳浓缩机制的影响原理。探明了固碳后生物质在直接燃烧过程中氮硫污染物排放特性和迁移机制。解决了环境友好型微藻烟气CO2固定可行性的基础科学问题以及再利用过程污染物的排放评估问题。8篇代表性论文发表在Appl Energ、Energy、Renew Sust Energ Rev、Int J Greenh Gas Con、Chem Eng Res Des等温室气体控制的SCI国际期刊上，其中Top期刊5篇，期刊最高影响因子9.184、总影响因子42.939。8篇代表性论文SCI他引共计269次（单篇最高SCI他引93次）、进入ESI高被引论文2篇。项目成果还在SCIENCE上发表eLetters 1篇、获得“生物工程学报优秀论文奖”1项。他引论文代表性作者或通讯作者包括欧洲科学与艺术院院士、Appl Energ主编Jinyue Yan，中国科学院院士余国琮(Kuo-Tsong Yu)，J Air Waste Manag前主编Tim Keener以及斯坦福大学Jennifer Wilcox教授等知名科学家。