天然气和二氧化碳通过重整反应转化为合成气，然后由费托反应再进一步转化为各种重要化学品，不仅可以达到天然气高效利用的目的也可以有效减少温室气体排放。然而传统重整反应中的一氧化碳歧化反应和甲烷热裂解容易产生积碳，高温下催化剂烧结/团聚的问题也会导致干重整性能的衰减。

　　中科院功能纳米结构设计与组装重点实验室谢奎课题组，在国家基金重大研究计划“碳基能源转化利用的催化科学”等项目资助下，通过固体氧化物电解池将二氧化碳电解(CO₂+2e^-=CO+O^2-)和甲烷氧化(CH₄+O^2-=CO+2H₂+2e^-)这两个气相电化学转化过程结合起来，实现这个电催化甲烷/二氧化碳制合成气的新过程，并明确了CH₄/CO₂的重整机制。通过原位调控陶瓷电极维纳尺度金属/氧化物界面结构与组分，获得了复合体系对CH₄/CO₂气氛的抗积碳性能和高温稳定性；电化学重整CH₄/CO₂制合成气的原子效率和电流效率高达100%，研究结果在线发表在Science子刊Science Advances (2018, 4, eaar5100) （http://advances.sciencemag.org/content/4/3/eaar5100）

　　此前，该课题组通过通过协同控制陶瓷电极非化学计量比和掺杂，构筑复合电极表界面新体系，大幅提高阴极直接电解CO₂的性能。该工作阐明了研究电极表界面原位构筑机理，明确了活性位点、活性结构、活性物种和催化性能的关联。相关成果发表在Nature Communications (2017, 8: 14785)（ http://www.nature.com/articles/ncomms14785）

（谢奎课题组供稿）