图 项目成果应用领域及效果
在国家自然科学基金项目（批准号：51636005、52022066）等资助下，天津大学和中国科学技术大学项目成果“自然工质CO2循环理论与技术”，入选2023年度“中国高等学校十大科技进展”，项目由舒歌群教授主持完成。
自然工质CO2循环是利用CO2实现碳减排的技术，被称为变革性和突破性技术，主要意义在于：（1）CO2直接利用，即以CO2为工质的动力/制冷循环发电和制冷，是CCUS技术的主要方向。（2）CO2直接替代，35%地球温室效应源自非CO2温室气体排放，以自然工质CO2替代非CO2温室气体工质，可有效减少温室效应。
本项目建立了工质物性-循环构型协同的CO2循环理论。通过揭示了CO2物性与循环效率的本征关系，建立了跨临界分流吸热、双级压缩等循环新构型的提效机制。基于上述理论突破，发明了CO2跨临界动力循环内燃机余热回收技术和CO2跨临界制冷循环提效技术，实现两个标志性成果应用：
（1）研制了世界首套冬奥会CO2制冰系统，应用于首都体育馆5块冰场，保障北京冬奥会短道速滑和花样滑冰及2023短道速滑世界杯等赛事，冷热综合能效达传统技术2倍多。自然科学基金委评价“打破美国、芬兰等冰雪强国的技术封锁和垄断，综合能效和冰温指标均实现国际领先，首次应用在冬奥会”。2023年6月通过科技部验收，并在武汉、成都等地进一步推广。
（2）研制了世界首台重卡CO2余热回收系统，与潍柴WP10柴油机联测，提升热效率绝对值3.82%，超过报道的国际最好水平，开发了全球首款有效热效率>50%的重卡柴油机并产业化。2023年1月通过科技部验收，入选中美超级卡车国际合作代表性成果，被评价“提高了我国在该领域的国际话语权”。
本项目是我国CO2工质循环领域的标志性进展，对我国实现“双碳”目标进程中的CO2利用与工质替代具有重要意义。
“中国高等学校十大科技进展”由教育部科学技术委员会组织开展，每年从全国高校中评选出10项具有重大科技进展的优秀成果。通过及时宣传中国高等学校的重大科技成果，充分展示高等学校在我国科技创新方面的实力，对提升高等学校科学技术的整体水平，推动高等学校的科技进步发挥了积极作用，在社会上产生了较大影响，获得了较高的声誉。