离子液体与低碳能源研究部

离子液体与低碳能源研究部面向国家“双碳”目标以及行业重大需求，聚焦绿色低碳从基础到工业应用的贯通式技术研发，在基础研究领域实现重大突破，实现多项技术的工程示范及产业化应用，在2025年取得了系列进展和成果。

重点进展一：向实而新 | 深化离子液体基础研究的创新与应用

针对“离子液体精准设计”及“纳微传递机制不明”的挑战，建立了新的AI模型及功能调控方法，实现了离子液体结构从“经验尝试”到“精准设计”的跨越。改进特征混合时间模型，提出了纳微通道有效混合的判据，构建了限域流动-扩散耦合的传递新模型和混合相图，推动了纳微通道强化传递新过程。基于限域条件下质量与电荷分布的特征结构，建立了离子液体粘度的理论预测模型，提出了“纳米限域降粘→强化传递”新策略。研究限域离子的扩散行为，发现限域环境中离子扩散以跳跃机制为主，其扩散自由能显著低于体相中的的扩散自由能，加速了离子传输。

2025年度团队研究工作发表在Nature、JACS、Angew、Nat.Commun.、Adv. Mater.、AIChE J.等国际期刊上，为离子液体的理论创新、功能设计提供了重要科学基础，为离子液体的功能设计与绿色过程创新提供了科学支撑。

重点进展二：聚链而行 | 推动绿色技术规模化融合发展

基于离子膜的天然气提氦新技术。针对我国氦资源“气藏分散、品位低”的特点及高对外依存度的“卡脖子”难题，开发了膜分离与低温吸附耦合的无相变天然气提氦新技术。创制了多级微孔离子膜新材料及特异性脱氖吸附剂，攻克了膜抗塑化与痕量杂质深度脱除等核心难题。与中石化合作建成年产11万方5N级高纯氦示范装置，与中海油合作在建管道天然气直接提氦装置。相关成果获2024年石化联合会专利金奖。

图1 11万方/年BOG提氦示范装置  

离子液体绿色纺丝新技术。全球首个千吨级离子液体法再生纤维素纤维（首赛尔）项目正式投产，与传统工艺相比，成功实现了纺丝工艺变革、达成“三废”零排放。攻克了离子液体设计制备、纤维素溶解机理及纺丝工艺、离子液体回收等科技难题，形成了具有自主知识产权的离子液体绿色纺丝新技术，设计并建成了千吨级生产线，实现了连续稳定运行，产品注册商标“首赛尔”，纤度、强度、伸长率等性能均达国际标准。新工艺安全性高，离子液体稳定性好且可高效回收，再生纤维长丝无原纤化，原料适用范围广。

图2 千吨级绿色纺丝新技术生产线

离子液体催化浸没式芯片冷却液绿色制备技术。基于离子液体结构设计，实现冷却液分子定向合成，耦合反应-精馏-膜分离纯化工艺，形成以离子液体催化为核心的浸没式芯片冷却液绿色制备技术，具备千吨级规模化生产能力，产品纯度达99.99%电子级标准。D系列冷却液已通过曙光数创质量体系验证，百吨级产品已落地应用于国家超算互联网核心节点，为MW级浸没式液冷散热方案提供关键材料支撑。

图3 千吨级催化浸没式芯片冷却液绿色制备技术生产线

重点进展三：聚势而升 | 构筑高端咨询生态共同体

持续聚焦高端电子化学品与离子液体绿色技术两大核心，2025年承担三项咨询项目，提出了重大科技攻关方向与规划建议，并推进了电子化学品数据库的搭建与数据收集工作。成功主办了第七届全国离子液体与绿色过程大会（河南开封），创办了首届亚太绿色化学工程与可持续发展大会（泰国曼谷）等。聚焦碳达峰碳中和关键科学问题，围绕低碳科技前沿与变革性技术开展了深入研讨，有力推进了跨领域交叉融合，为发展新质生产力注入了新动能。

图4 第七届全国离子液体与绿色过程大会