北京大学刘开辉、王恩哥团队AM：天然气物质-能量分离新方法

背景：在全球变暖与减排压力加剧的背景下，天然气作为重要化石能源，其清洁低碳化利用备受关注，但传统利用路径中能量转化与物质演变高度耦合，导致制氢效率低、碳产物附加值低及催化剂积碳失活等问题。研究目的：针对天然气高效制氢与碳高值化协同的难题，研究团队提出一种基于“镍原子晶格分离”的新方法，旨在实现天然气中能量（氢气）与物质（碳）的转化路径解耦。结论：该方法通过镍卷构建内外分离的物理空间，使天然气在内部裂解产氢，碳原子穿过镍晶格在外侧析出生长为高品质石墨，实现了甲烷转化率超99%、系统稳定运行超300小时，并产出高纯度石墨（热导率达1750 W·m-1·K-1），同时集成固体氧化物燃料电池展示了从制氢到用氢的完整技术路径，为天然气近零排放高效利用提供了全新方案。