固态电池作为下一代电池技术的核心方向，通过固态电解质替代传统液态电解液，从根本上解决了锂离子电池能量密度受限、安全隐患突出等瓶颈问题。其核心优势包括：更高的能量密度、本征安全性（无电解液泄漏及热失控风险）、宽温域适应性及更长的循环寿命。这一技术突破被视为新能源汽车、储能、电动航空等领域的关键变革力量，已经成为全球能源领域战略布局的重点方向。本项目针对于聚合物电解质体系，开发出原位纳米晶体生长技术，通过界面缺陷工程设计，在聚合物体内和活性物质界面处构建快速离子通道，实现了传统电解质在离子电导率、机械强度及界面阻抗间的权衡；同时开发出固态电池干法电极制备工艺，通过建立活性材料电解质界面接触量化评估标准，设计构建益于固态扩散限制的二维/三维单颗粒与多颗粒结构，调控提高活性材料利用率。同时，借助干法工艺中的机械应力作用，促使电解质和 活性物质二者间发生形变并实现紧密贴合，突破全固态电池界面接触与固态扩散双重瓶颈，为高能量密度、长寿命全固态电池产业化提供工艺基础。
钢渣作为钢铁行业的主要固体废弃物，我国年均排放量超 1.6 亿吨，拥有大量的高品位热能（占钢铁行业废热的 35%），推进其余热高效回收对提高资源利用效率、改善环境、促进行业实现绿色低碳转型具有重要意义。液态金属具有超宽液态温区、高传热能力、低挥发性、高安全性等优势，可高效解决钢渣高温余热回收行业的痛点问题。 技术思路之一如上图所示，采用铋基液态金属作为传热工质，与辊压破碎-有压热焖技术进行耦合，采用离心粒化加液态金属取热的组合工艺取代辊压破碎，同时与水进行换热制备蒸汽，以此为钢渣降温同时减少烟尘产生，彻底杜绝爆炸问题发生。在节能减排和资源再利用方面具有明显优势，有效转化高温钢渣中的余热为可用能源，提高能源利用率，减少环境污染。创新点在于通过耦合液态金属高效传热技术和辊压破碎-有压热焖技术，解决了传统技术难以回收钢渣高温段余热的痛点；利用液态金属液相温区宽（汽化上限高）、无爆炸风险，解决了传统技术的安全痛点。当前已成功完成实验室级验证装置研制及测试工作，验证了利用液态金属回收高温段余热的可行性。
醇胺法碳捕集是电厂、钢铁、水泥、化工行业等排放的低分压 CO2 烟气脱碳主流工艺， 本项目采用压缩增焓技术，运用全流程最优能量集成方法，实现不同品位等级能量间的梯级和循环利用，基于压缩增焓的热力学手段构建一种新型高效、低能耗醇胺法碳捕集系统，解决了传统醇胺大碳捕集存在吸收剂高效吸收与低能再生之间存在的结构性难题，捕集效率提高 10%，捕集能耗降低 30%以上，为钢铁、电力、水泥、化工等行业提供CCUS 低碳能源节约方案。
该系统首次采用“压缩机+小型制冷机高压节流液化”的方案，利用高压氢气自身压力能驱动节流制冷，分布式协同优化换热温区，实现小型氢液化器的高效运行。团队攻克了高压低温换热效率和冷量动态调控两大技术难题。通过采用多通道微结构设计及传热性能优化，成功解决了低温高压工况下小型高效换热器的设计与工艺难题，实现了换热效率的提升；面向液氢储罐内气体蒸发及实验随机性问题，通过压力管理等多种方式实现冷量动态调整。该设备在设计上完全无液氮预冷，同时采用撬装模块化设计，仅需配备电力与气源，就能实现液氢制备，可为液氢温区设备研发提供可靠的小批量液氢供应，适合中小型氢能实验室和研发机构使用，能有效改变国产液氢泵、阀门等涉氢部件缺乏液氢验证的现状。该设备还能支持科研机构和初创企业开展液氢应用创新，有助于催生无人机、便携电源等新兴市场。研究团队将持续推进小型氢液化器系列化产品（50-1000LPD）的研发工作，有望构建覆盖储能、轨道交通等多领域的小型液氢装备体系，为打造安全高效的氢能社会提供关键基础设施支撑。
热声发电微系统技术源自中国科学院理化技术研究所热声团队二十余年来在热声技术领域的产学研深厚积累，进一步拓展了外燃系统、控制系统及变流系统的研发，丰富了热声发电技术的内涵和外延。热声发电微系统技术基于热声效应实现外部热能向电能的高效转换，是外燃式热机技术的最新技术前沿。外燃属性赋予了热声发电微系统技术的强大燃料适应性和环境适应性。模块化的设计可以高效利用低浓度可燃经济气体（如生物甲烷、煤层气、油田伴生气及灰氢等）实现清洁发电，从而在绿色能源开发、节能减排及“双碳”战略目标实现方面，具备广阔的应用前景与重价值。而闭式热力循环则使热声发电微系统技术能轻松应对高原、极低、海岛等不同环境，实现无衰减工作。目前，团队自主研发并生产了一系列热声发电核心部件及集成产品，其中包括 300We 便携式发电系统、1kW 和 1.5kW 热电联供装置，3.5kW 和 5kW 车载发电机等。这一系列的产品和技术全部为国内自主掌握，国内领先且在国际上有较强的竞争力。此外，还可提供相关的设计咨询、工程技术支持与制造服务
激光与光子技术应用组研制的新型管道内部冷折弯机是国内第一台能够对钢管产生内部动力折弯的装置，该技术非常适合带有外包覆层的油气管道弯制，能够在不破坏管道外部保温层的条件下在管道内部实现精准折弯，具备弯制质量高、安全性、经济型高、灵活性强、便于运输等特点。内弯机研制突破了限域空间内超高压机构设计与实现技术，克服了管道内部空间受限和超高压精确控制的难点，引入先进的空间约束与优化设计，采用高效的力学传递系统，确保在受限的空间内实现折弯力的精确测量与控制。内弯机具备双向滚转纠偏能力，通过深入理解机构设计、结构力学分析以及机械系统的工程优化，引入拖拽式机构并与行走轮配合实现角度可控的行走，结合主被动控制机构，实现了小角度可控行走，确保每一步进折弯时滚转角度的局限性，避免管道因滚转引起的异常形变，提高了管道的整体形状一致性。液压式管道内部冷折弯机的研制成功有效解决了能源管道的弯制问题，提升了我国管道行业整体施工技术水平，对突破科技封锁和能源领域卡脖子问题、保障国家能源安全具有重要意义。系统研发与制造具备完全自主知识产权，目前已申请发明专利 4 项，其中 2 项已授权。