天然氣和二氧化碳通過重整反應(yīng)轉(zhuǎn)化為合成氣，再經(jīng)費(fèi)托反應(yīng)再進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為各種重要化學(xué)品，不僅可以達(dá)到天然氣高效利用的目的，還可有效減少溫室氣體排放。但傳統(tǒng)重整反應(yīng)中的一氧化碳歧化反應(yīng)和甲烷熱裂解容易產(chǎn)生積碳，高溫下催化劑燒結(jié)/團(tuán)聚的問題也會(huì)導(dǎo)致干重整性能的衰減。
    近日，中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所功能納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與組裝院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室謝奎課題組通過固體氧化物電解池將二氧化碳電解(CO2+2e-=CO+O2-)和甲烷氧化(CH4+O2-=CO+2H2+2e-)兩個(gè)氣相電化學(xué)轉(zhuǎn)化過程結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了電催化甲烷/二氧化碳制合成氣，并明確了CH4/CO2的重整機(jī)制。該研究通過原位調(diào)控陶瓷電極維納尺度金屬/氧化物界面結(jié)構(gòu)與組分，獲得了復(fù)合體系對(duì)CH4/CO2氣氛的抗積碳性能和高溫穩(wěn)定性，電化學(xué)重整CH4/CO2制合成氣的原子效率和電流效率高達(dá)100%。
    相關(guān)研究成果發(fā)表在Science Advances上。該研究得到了國家基金重大研究計(jì)劃（碳基能源轉(zhuǎn)化利用的催化科學(xué)）、福建省創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新人才“百人計(jì)劃”等的資助。