祝贺我司客户在甲烷干重整（DRM）催化转化方向取得进展

第一作者：孙楠

通讯作者：刘向雷

文章名称：《Ordered scalable solar-driven dry reforming ofmethane via synergy of plasmonic catalysts with biomimetic reactors》

影响因子：35.4

01、老师简介

刘向雷老师是南京航空航天大学教授、博士生导师，南京航空航天大学能源与动力学院副院长，综合能源研究院执行院长，航空飞行器热管理与能量利用工信部重点实验室主任，国家重点研发计划科学家，国家海外高层次青年特聘专家。2011年本科毕业于西安交通大学能源与动力学院，2016年博士毕业于美国佐治亚理工学院（美国三大理工之一），主要从事航空航天器热管理与绿色航空技术、长时热质储能技术、太阳能驱动二氧化碳合成清洁航空燃料等方面的研究工作，主持国家重点研发计划变革性项目（1675万）、国家重点研发计划国际合作项目1项（300万）、国家自然科学基金区域联合基金重点项目（300万）、江苏省碳达峰碳中和科技创新专项项目（3000万）、军委科技委国防科技创新特区项目/基础加强项目/总装项目、国家自然科学基金面上/青年/国际合作项目等多项国家和省部级重点项目。近年发表SCI期刊论文140余篇，包括封面文章5篇，合作出版英文专著3部，受邀在国际会议做特邀大会报告1次，特邀主题报告10余次。

02、论文亮点/摘要

甲烷干重整（DRM）可同步转化 CH₄ 与 CO₂ 两种温室气体制备合成气，是实现碳循环与 “双碳" 目标的重要路径。太阳能驱动 DRM 兼具清洁能源供给与温室气体减排双重价值，但现有体系普遍存在光 - 燃料转化效率低、催化剂易积碳失活、反应路径无序、反应器难以规模化等难题。本文提出等离激元纳米合金催化剂与仿生蝶翼泡沫反应器协同新策略，构建高效、有序、可规模化的太阳能驱动 DRM 体系。设计并合成 NiCoZn/MgAlOₓ 等离激元三元合金催化剂，实现42.4% 光 - 燃料转化效率，H₂/CO 比值达 0.95，CO₂ 转化率突破热力学平衡限制。机理研究表明，光照下合金的局域表面等离激元（LSPR）效应产生热载流子，可选择性活化 CH₄ 的 C–H 键与 CO₂ 的 C–O 键，抑制甲烷深度裂解，引导反应沿 *CH + *O → *CHO 有序路径进行，显著降低积碳速率。进一步将催化剂负载于仿蝶翼双梯度多孔泡沫反应器，实现光传输、反应物流动与固 - 液能量交换的高效匹配，改善温度均匀性。搭建的台架级无外热太阳能 DRM 系统，在近 10000 min 连续运行中，稳定光 - 燃料效率达 41.11%。

本研究通过催化材料设计 + 反应器工程协同，突破效率、稳定性与规模化瓶颈，为高效太阳能驱动温室气体资源化利用提供了新方案。

03、图文解析

04、本文所用设备

刘向雷老师课题组在实验中所用定制高温高压光催化反应器由科幂仪器提供，论文中也特别提到安徽科幂仪器有限公司，在此非常感谢老师对科幂仪器的选择和认可。