Sci. Adv. | 华东理工大学王灵芝教授、张金龙教授团队在甲烷光热干重整领域取得新进展

本文介绍了华东理工大学王灵芝教授、张金龙教授团队在甲烷光热干重整领域的最新研究进展。背景方面，甲烷干重整反应（DRM）可将温室气体CH4与CO2转化为合成气（H2和CO），但传统热催化存在金属烧结和副反应等问题。研究目的是开发一种新型催化剂，以解决光热催化甲烷干重整（PTDRM）中光利用率低、合成气生成速率不足和副反应难以抑制的挑战。该团队创新性地提出了基于Ni0-NiO-Sr2Nb2O7的三元Schottky-p-n异质结（TSPN）策略，通过光诱导的载流子定向分离机制，有效抑制了逆水煤气变换副反应，并促进了晶格氧的活化和积碳的消除。实验结果表明，该体系在500℃条件下实现了稳定的合成气产率和较高的光-燃料效率，相较于传统热催化，工作温度降低200-300°C且活性相当，成功破解了活性-稳定性的“跷跷板效应”。