在我国推进 “双碳” 战略、推动能源绿色转型背景下，甲烷、二氧化碳两大温室气体资源化转化是能源催化领域重要攻关方向。近日，宁波东方理工大学赵恒助理教授、谭忠超院士、陈掌星院士科研团队在温室气体资源化转化领域取得重要科研进展。团队创新开发光热耦合甲烷干重整技术，依托新型催化剂实现温和条件下甲烷与二氧化碳高效转化，相关成果发表于国际期刊《美国化学会志》，为我国 “双碳” 目标落地提供新的技术方案。

  甲烷与二氧化碳是主要温室气体，将二者转化为合成气等高附加值化工原料，是能源催化领域重点攻关方向。传统热催化甲烷干重整技术，长期存在反应温度高、能耗大、催化剂易积碳失活等现实瓶颈，高能耗与催化稳定性难以兼顾，制约这项技术走向工业化应用。

陈掌星院士为团队成员现场指导课题研究

  针对上述痛点，科研团队从催化剂微纳结构、界面电子调控入手，设计制备碳层包覆二氧化钛负载钌亚纳米团簇催化剂，构筑金属态与氧化态共存的 Ru 同源异质团簇界面。光照条件下，载体能够推动光生电荷向活性位点定向迁移，不同钌位点分别实现甲烷、二氧化碳活化，相邻活性界面促使反应中间体直接偶联，从源头上抑制积碳、逆水煤气等副反应，兼顾催化活性与运行稳定性。实验显示，该催化剂可在 540 摄氏度条件下连续稳定运行 100 小时，没有出现明显失活现象，具备工业转化潜力。

  这项光热协同技术有效降低甲烷干重整的能量消耗，同时提升目标产物选择性，可为合成气制备、费托合成等下游化工产业链提供绿色技术支撑。未来随着光热催化技术迭代升级、配套反应器工程持续完善，该技术有望应用于天然气化工、页岩气利用、碳捕集与利用等场景，助力构建低碳高效循环的碳资源利用体系。

  在推进基础科研攻关的同时，团队坚持科教融合，把前沿科研和人才培养相结合，搭建以光热催化为特色的科研育人平台。引导学生完整参与催化剂设计、原位表征、机理验证全链条科研实践，培养一批掌握扎实理论、具备独立科研能力的青年科研后备力量，夯实我国能源催化领域人才根基。

  赵恒团队表示，后续将持续深耕光热耦合催化、低碳能源转化方向，着力推动实验室科研成果向工程化应用转化，为我国能源结构绿色转型贡献科技力量。