超临界二氧化碳的物理特性和传热规律复杂，需要系统研究。超临界流体在热力学变化过程中会偏离理想气体，不同于常规的液体或气体，特别是在近临界区和跨越临界点时，其热力学参数会发生非线性变化。其独特的物理性质所导致的流体流动和传热规律的特殊性，将使系统变工况运行和负荷调节控制更加困难。因此，要多面掌握超超临界二氧化碳的物理性质和传热规律，需要大量的实验数据作为技术支撑。

超临界二氧化碳发电系统的运行状态难以控制，因此有必要对控制技术进行研究。循环的效率是基于二氧化碳仍处于32、7.4 MPa的超临界状态的临界点，当系统的输出需求发生变化时，整个系统的取热、供冷、高速涡轮发电机和高速压缩机的转速需要进行精 确的调节和控制，都要进行相应的调节，保证系统仍然处于超临界状态或以上，使系统效率达到理想状态。系统要求耐高温、耐高压、耐腐蚀，因此需要研究高性能材料。为了达到效率高，需要提高系统热力循环的温度和压力，要求超临界二氧化碳热力循环温度在550度以上，压力达到15 ~ 32 MPa。为了满足高温高压参数的要求，加热器、汽轮机和发电机的材料要具有高强度、耐高温和耐腐蚀的特性，而设备的加工、生产、热处理、检验和探伤需要技术突破。

超临界二氧化碳布雷顿循环具有效率高、体积小、噪声低等优点，在许多领域具有良好的应用前景。超临界二氧化碳布雷顿循环核反应堆包括钠冷堆、铅冷堆和熔盐堆。超临界二氧化碳布雷顿循环除了具有效率高、体积小的优点外，其安 全性也比蒸汽系统大大提高。超临界二氧化碳布雷顿循环可用于太阳能发电，可提高太阳能热发电效率8%以上，大大降低太阳能热发电成本，提高竞争力。

超临界二氧化碳在船上使用。由于船舶内部空间有限，船舶的设备体积受到严格限制，超临界二氧化碳发电系统在提高发电效率、节约能源、减小发电系统的体积和重量等诸多方面具有优势。因此，该系统在船舶上有很大的应用价值。另外，以超临界二氧化碳为工质的发电全循环是一个完全封闭的系统，没有二氧化碳的泄漏或损失，也不需要消耗大量的水资源。可应用于不易获得淡水资源的环境，如沙漠、潜艇、外太空等。

以超临界二氧化碳为工质，将热源的热量转化为机械能。其热源可来自核反应堆、太阳能、地热能、工业余热、化石燃料燃烧等。显然，超临界二氧化碳发电系统技术一旦成熟，不仅可以广泛应用于民用电站，还可以应用于军用舰船、潜艇等环境。