国家能源集团低碳院低温高效二氧化碳甲烷化催化剂研究获突破

1月12日，低碳院在CO₂催化转化领域的研究取得重要突破，相关成果在国际能源领域知名期刊《Fuel》上在线发表。该研究聚焦降低CO₂甲烷化反应能耗与提升催化剂长期稳定性，为推动CO₂资源化利用向实用化迈进提供了关键技术支撑。

▲研究成果发表在国际能源领域知名期刊《Fuel》

将捕集的CO₂与绿氢转化为甲烷，是连接间歇性可再生能源与现有天然气基础设施的理想桥梁。然而，催化剂在低温下的高活性与长期稳定性难以同时兼顾，是制约其工业应用的核心挑战。针对这一难题，研究团队创新性地提出了复合载体设计策略。通过将铈基（CeO₂）等功能金属氧化物与具有有序孔道结构的载体相结合，为镍活性中心构建了独特的微环境。该催化剂在280°C的较低温度下即表现出优异性能，CO₂转化率达到84.7%，甲烷选择性接近100%。同时，该催化剂操作温域宽（280-360°C），具备强抗飞温特性。更重要的是，其抗积碳能力显著增强，从而攻克了传统镍基催化剂在低温下易失活的难题。

▲CO₂甲烷化性能评价图

在前期钌基催化剂研究的基础上，本研究不仅进一步深化了对CO₂甲烷化复杂反应路径的理解，更实现了从关键活性位点辨识到催化剂结构理性设计的跨越，为开发下一代低温、高效、稳定的中试水平的工业化甲烷化催化剂奠定了坚实基础。

鲁保旺 第一作者 

鲁保旺，博士，低碳院煤间接液化技术研究中心资深主任工程师，主要从事二氧化碳资源化转化与氢能传统制备、储存相关技术研究，致力于催化剂的设计、制备、表征、性能评价和催化工艺开发，累计申请国际发明专利4项及国内发明专利8项，发表学术论文60篇，撰写英文著作2部，参与编写“十五五”高等系列教材1部。