基于吸附材料吸附量与温度压力相关的特性,以低品位热能取代机械能驱动工质压缩过程可构成吸附压缩CO2布雷顿循环。其可以在较为温和的运行工况下充分利用中低品位热能,在太阳能热利用领域具备广阔的应用前景。目前,效率偏低、应用工况偏窄是限制吸附压缩CO2布雷顿循环推广应用的重要原因。首先,开展了吸附材料性质批量计算及高性能吸附材料筛选工作。为了确保计算筛选的可靠性,对吸附材料关键物性吸附热的三种理论计算方法进行了详细的评估。结果表明,对于等量法及解析法,吸附热的计算精度取决于拟合表达式的形式;而对于系综波动法,力场的准确性决定了该方法的可靠性,而通用力场精度可以满足吸附材料批量计算筛选的要求。结合吸附压缩CO2布雷顿循环热力学模型和基于巨正则蒙特卡洛模拟的高通量计算,构建了批量计算吸附材料性质、评价吸附材料热力学性能的方法,对2932种金属有机骨架材料（metal-organic frameworks,MOFs）进行筛选。结果显示,基于MOF的吸附压缩CO2布雷顿循环具备巨大应用潜力,当热源温度为393 K时,热力学效率最高可达9.34%,而单位质量吸附材料输出功最高可达活性炭材料的2倍。随后,分析了MOFs结构性质与循环热力学性能之间的关系,比表面积、孔隙率及孔体积较大,孔径适中的结构往往具备更加优异的热力学性能。此外,采用机器学习算法可以极大提高预测海量吸附材料吸附压缩CO2布雷顿循环性能的效率。接着,探讨了通过向CO2工质掺入添加气拓展吸附压缩CO2布雷顿循环适用工况的可能性。为了评估添加气对CO2布雷顿循环的影响,以Xe为代表,利用分子动力学模拟计算了CO2-Xe混合工质的粘度系数,填补了超临界不纯性CO2粘度系数匮乏的空白。为了计算超临界工质粘度系数,提出了一套可靠的模拟策略,并从工质输运特性角度出发分析了微量气体对系统关键设备的影响。研究发现,微量Xe的引入会对工质黏度系数产生显著影响,特别在低温高压工况下,粘度系数最高相对增加66%,因此换热器压降增幅最高可达12%,说明以Xe为代表的微量气体的引入可能不利于CO2布雷顿循环。研究结论为吸附压缩CO2布雷顿循环的性能提升及应用拓展提供了理论基础和数据支撑,有利于太阳能光热资源的高效利用。