中国地质大学（武汉），校史首篇Nature Catalysis！

背景：甲烷作为储量丰富的天然气主要成分和强效温室气体，其高效转化利用对能源可持续发展和环境保护具有重要意义。然而，其分子结构稳定、C-H键能高，传统转化路径条件苛刻、能耗高。光催化技术为实现温和条件下的甲烷转化提供了前景，但面临光吸收范围窄、活性与选择性难以兼顾等挑战。研究目的：开发一种能够宽光谱吸收、同时精准调控反应路径以兼顾高活性与高选择性的新型光催化材料，实现温和条件下甲烷的高效、高选择性转化。结论：本研究成功构建了Pd/Co₃O₄肖特基异质结光催化剂，首次实现了在全太阳光谱照射下于温和条件下高效、高选择性地将甲烷转化为乙烷。该催化剂通过窄带隙Co₃O₄实现全光谱捕获、其能带结构精准调控活性氧物种以抑制过氧化、以及界面肖特基势垒和内建电场促进电荷分离的三重协同机制，破解了光催化甲烷转化中“活性-选择性”权衡难题，为太阳光驱动碳资源绿色转化提供了新范式。