聚焦以煤、煤转化及煤燃烧后的产物为原材料（如煤基聚合物、煤基固废、煤基沥青、煤基碳材料等）开发先进材料技术及解决方案，促进煤基材料高端化、多元化、低碳化发展，提升国家能源集团产业链的经济价值与竞争力，提高能源效率并降低环境影响，开拓新兴业务，服务集团公司清洁能源发展战略。主要研发领域包括高性能煤基聚合物材料和复合材料、煤基碳材料、电池与储能材料、固废基材料等。

现状

交联聚乙烯技术在滚塑领域持续实现商业化应用;改性聚丙烯及复合材料技术已成功应用于煤矿管材、矿用托辊、货车顶棚盖板等多项集团公司主业常规及核心装备升级、性能提升及系统集成；注浆加固材料技术、中间相沥青技术及高功率锂离子电池负极材料技术中试量产进行中；同时实验室正在开展高性能聚烯烃材料、可生物降解材料、高温储热炭材料、炭基热管理材料、高容量硅碳负极材料、低成本锂/钠离子电池负极材料、固废基矿井充填材料、煤基固废协同利用等技术开发。

目标

3-5年内重点推进新型纤维增强复合材料、高性能聚烯烃改性材料及制品、生物可降解材料、煤基电池负极材料、固废基矿井浆体材料的商业化应用。完成长循环低成本大规模储能系统示范及超高温储热材料及技术应用示范。完成煤炭开采设备性能升级材料技术、铁路运输设备轻量化材料技术、常规能源发电用防腐蚀新材料技术、面向新能源的全新功能核心材料技术开发。完成新型可生物降解PGA材料、废弃风机叶片可降解回收循环利用、中间相沥青产品以及炭基热管理材料的新产品开发及市场和客户验证。

氢能是国家能源集团实现化石能源低碳化、可再生能源规模化的重要手段。低碳院牵头建设并依托“国家能源集团氢能（低碳）研究中心”，立足自主开发，主要研发方向：1）绿氢制取和氢气品质管控技术，包括电解水制氢装备及系统关键技术、制氢设备故障诊断和安全技术、氢储能技术、氢气品质分析和管控技术。2）高效氢能储运技术，包括温和条件下高储运氢密度的氢能化学载体技术、氢气液化技术等。3）高压及液态储氢加氢站关键装备和系统技术、制氢-加氢一体化站关键技术等。

现状

牵头承担国家科技重点研发计划项目2项，牵头国资委攻坚项目1项、国家项目课题1项、北京市科委和集团项目2项。牵头制定国家标准3项、团体标准4项，参与制定国家标准6项。申请和授权发明专利50余项。完成高效新型碱性电解水技术开发、概念验证和实验室中试，额定工作电密超过5000A/m²，额定电能耗低于4.3KWh/Nm³氢气。开发了国内首个车用氢气品质分析检测平台，完成国际比对；开发了车用氢气全周期品质管控技术和车用氢气纯化工艺包，与现有技术相比，CO吸附容量提高一倍以上，整体回收率提高5-8%。开发了35MPa和70MPa压力等级的液氢储氢和高压储氢加氢站关键装备和系统技术，实现35MPa/70MPa加氢机、70MPa液氢泵等关键装备和加氢站系统技术验证示范，入选国资委《中央企业科技创新成果推荐目录（2020年版）》，2021年国家能源局首台（套）重大技术装备，获得国际认证，应用在14座加氢站。

目标

依托国家能源集团氢能（低碳）研究中心，开发国际领先的氢能技术，努力建设具有国际影响力的国家级氢能技术开发平台。

聚焦煤炭绿色开采、燃煤发电、煤化工及新能源等领域产生的气、液、固等废弃物的高效处理与资源化问题，为能源“生产-使用-终结”提供全生命周期的环保关键技术。主要研发方向包括大气污染控制、固废资源化及工业废水零排放技术，以及矿井水井下储用技术、矿区生态一体化修复技术。

现状

形成了以关键材料为核心的新型宽温脱硝催化剂、煤化工VOCs催化剂、废旧催化剂再生与回收等大气环保全生命周期管理系列技术；构建了常温结晶、高盐反渗透、强化自然蒸发等单元化、低成本工业废水零排放系统集成方案；建立了大宗工业固废及新能源固废资源化新工艺；形成了煤矿地下水库、矿区生态修复系列技术，自主研制了煤矿地下水库和矿区生态修复领域的7个物理模拟平台。共有2项技术荣获中国专利金奖和银奖。

目标

开发具有自主知识产权和广泛市场竞争力的领先能源绿色开发技术，力争5年内形成较为完善的大气多污染物控制、工业废水零排放、煤矿地下水库建设运行及固废资源化技术体系，推动代表性技术成果的规模化应用，引领我国能源环保技术的发展方向。

基于国家能源集团在储能领域的发展战略，开展锂离子电池、液流电池、氢储能、热储能、电转化学品等关键材料、核心装备、系统集成、安全保护、智慧调控与应用示范技术研究，构建面向新型电力系统、源网荷储一体化和多能互补综合能源系统的多元化储能技术体系，推进试点示范，助力新型储能技术进步和产业升级。

现状

锂电池负极材料技术已完成快充、长寿命单体电池应用验证并进入材料量产；液流电池储能技术、超高温固体储热技术已开发材料、模组与储能系统并进入示范应用和产业化推广；模块化电池储能系统技术、大功率制氢电源技术、风光制氢综合能源系统监控与安全保护技术已实现典型场景示范，正在进行应用推广；百兆瓦高压级联储能系统技术、柔性电-氢-化耦合长时规模化储能技术、能源系统数字化智能化技术正在进行实验室开发。

目标

5年内实现液流电池储能技术、超高温固体储热技术、模块化电池储能技术、大功率制氢电源技术、高压级联大容量储能技术、风光制氢综合能源系统智慧调控与安全保护技术商业化；突破能源系统数字化智能化技术，实现电-氢-化耦合、新能源与煤化工耦合、火电低碳化综合能源系统技术试点示范和规模化应用。

煤化工催化平台致力于煤基C1催化转化过程中催化剂、反应器和工艺技术的开发，聚焦于煤间接液化制油及煤制烯烃两大产业链相关技术的开发。

现状

该平台开发的铁基费托合成催化剂已在宁夏煤业400万吨/年装置工业应用，MTO催化剂及甲醇合成催化剂实现商业化。钴基费托合成、煤基润滑油基础油、α-烯烃分离、加氢裂化催化剂技术已完成中试验证进入工业推广阶段。此外，该平台正在煤制油与煤制烯烃下游产品提质加工（如烯烃聚合技术）及CO₂催化转化领域加大研发力度。

目标

5年内完成新一代铁基与MTO费托合成催化剂技术、钴基费托制高熔点蜡技术、柴油降凝及润滑油基础油合成技术的商业化应用，并推出新的高端聚合物生产技术。

聚焦火电、煤化工等领域的碳减排重大需求，开发二氧化碳末端减排关键材料和技术，为“双碳”目标下煤基能源的低碳转型发展提供技术支撑。主要研发方向包括二氧化碳低成本捕集、二氧化碳高效转化利用、二氧化碳封存监测技术。

现状

依托鄂尔多斯10万吨/年CCS全流程示范项目，开发了二氧化碳封存监测技术和泄露安全预警平台；正在开发低挥发性高负载量二氧化碳捕集溶剂、高通量二氧化碳吸附材料、高性能二氧化碳分离膜、二氧化碳加氢制甲醇催化剂等关键材料及配套工艺；同时积极开展二氧化碳光电催化、地质封存等相关应用基础研究。

目标

开发具有自主知识产权和市场应用前景的大规模二氧化碳捕集、利用与封存全流程技术。5年内形成较完整的CCUS技术体系和一批高水平应用基础研究成果，代表性技术实现规模化示范应用。