燃烧后CO2捕集技术(PCC)因其易于与既有电厂结合而被认为是减少二氧化碳排放的一项重要技术。化学吸收、吸附和膜分离是PCC的主流技术。在CO2吸附技术类中，变温吸附(TSA)是一种有效的吸附方法。近年来，TSA技术的能源消耗和能源转换效率问题成为人们对其大规模部署的关注焦点。然而，大多数的研究都是将数学模型和仿真方法应用于TSA的性能评估，缺乏足够的实验研究支持。因此，围绕变温吸附碳捕集系统，展开“设计—测试—评价”相对完整的研究工作，具体研究内容和结果如下：
　　(1)吸附腔及其中的换热器是系统的核心部分，通过对传热环节的每个过程进行分析，提出在一定条件下总换热系数是关于材料热物性、吸附腔及换热器几何尺寸的函数，并设计了长径比为10的吸附腔及2根管道的换热器。换热计算的校核结果表明，解吸温度误差在5%，该方案可以采纳。
　　(2)从CO2回收率、纯度、比能耗和第二定律效率等方面对实验室规模的四步TSA系统性能与运行参数之间的关系进行了实验研究，考察了CO2浓度、解吸时间、吸附温度和解吸温度对分离性能和能量效率的影响。结果表明，增加进气CO2浓度、提高解吸温度以及降低吸附温度均有利于分离及能效性能提升；并存在一个标志解吸已经充分进行的合理解吸时长，超过该时长后，过多的热量输入导致分离效果几乎不再提升并且系统能效降低。
　　(3)TSA系统在生产及使用等过程中产生的能耗同样造成碳排放，因此需要进行全面的环境影响评价以判断其是否为负碳设备。通过碳中性框架构建及全生命周期评价，发现电驱动热源的TSA系统在生产和使用阶段消耗的大量金属、塑料等材料和使用阶段的大量电能输入使得该系统的碳中性度仅为1.88%，无法成为负碳设备；而太阳能驱动的TSA系统由于槽式集热器的使用避免了使用阶段电能输入所造成的碳排放，碳中性度是前者的5.9倍，预计使用9年可达到碳中性，之后成为真正意义的负碳设备。