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祝賀我司客戶在甲烷干重整（DRM）催化轉(zhuǎn)化方向取得進展-南京航空航天大學劉向雷老師課題組【科冪定制高溫高壓光催化反應(yīng)器】

發(fā)布時間：2026-07-29

第一作者：孫楠

通訊作者：劉向雷

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

影響因子：35.4

文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.joule.2025.102304

01、老師簡介

劉向雷老師是南京航空航天大學教授、博士生導(dǎo)師，南京航空航天大學能源與動力學院副院長，綜合能源研究院執(zhí)行院長，航空飛行器熱管理與能量利用工信部重點實驗室主任，國家重點研發(fā)計劃首席科學家，國家海外高層次青年特聘專家。2011年本科畢業(yè)于西安交通大學能源與動力學院，2016年博士畢業(yè)于美國佐治亞理工學院（美國三大理工之一），主要從事航空航天器熱管理與綠色航空技術(shù)、長時熱質(zhì)儲能技術(shù)、太陽能驅(qū)動二氧化碳合成清潔航空燃料等方面的研究工作，主持國家重點研發(fā)計劃變革性項目（1675萬）、國家重點研發(fā)計劃國際合作項目1項（300萬）、國家自然科學基金區(qū)域聯(lián)合基金重點項目（300萬）、江蘇省碳達峰碳中和科技創(chuàng)新專項項目（3000萬）、軍委科技委國防科技創(chuàng)新特區(qū)項目/基礎(chǔ)加強項目/總裝項目、國家自然科學基金面上/青年/國際合作項目等多項國家和省部級重點項目。近年發(fā)表SCI期刊論文140余篇，包括封面文章5篇，合作出版英文專著3部，受邀在國際會議做特邀大會報告1次，特邀主題報告10余次。

02、論文亮點/摘要

甲烷干重整（DRM）可同步轉(zhuǎn)化 CH? 與 CO? 兩種溫室氣體制備合成氣，是實現(xiàn)碳循環(huán)與 “雙碳” 目標的重要路徑。太陽能驅(qū)動 DRM 兼具清潔能源供給與溫室氣體減排雙重價值，但現(xiàn)有體系普遍存在光 - 燃料轉(zhuǎn)化效率低、催化劑易積碳失活、反應(yīng)路徑無序、反應(yīng)器難以規(guī)模化等難題。本文提出等離激元納米合金催化劑與仿生蝶翼泡沫反應(yīng)器協(xié)同新策略，構(gòu)建高效、有序、可規(guī)?；奶柲茯?qū)動 DRM 體系。設(shè)計并合成 NiCoZn/MgAlO? 等離激元三元合金催化劑，實現(xiàn)42.4% 光 - 燃料轉(zhuǎn)化效率，H?/CO 比值達 0.95，CO? 轉(zhuǎn)化率突破熱力學平衡限制。機理研究表明，光照下合金的局域表面等離激元（LSPR）效應(yīng)產(chǎn)生熱載流子，可選擇性活化 CH? 的 C–H 鍵與 CO? 的 C–O 鍵，抑制甲烷深度裂解，引導(dǎo)反應(yīng)沿 *CH + *O → *CHO 有序路徑進行，顯著降低積碳速率。進一步將催化劑負載于仿蝶翼雙梯度多孔泡沫反應(yīng)器，實現(xiàn)光傳輸、反應(yīng)物流動與固 - 液能量交換的高效匹配，改善溫度均勻性。搭建的臺架級無外熱太陽能 DRM 系統(tǒng)，在近 10000 min 連續(xù)運行中，穩(wěn)定光 - 燃料效率達 41.11%。

本研究通過催化材料設(shè)計 + 反應(yīng)器工程協(xié)同，突破效率、穩(wěn)定性與規(guī)?；款i，為高效太陽能驅(qū)動溫室氣體資源化利用提供了新方案。

03、圖文解析