一盏“灯泡”，点亮甲烷化工之路！！新国大颜宁团队，重磅Nature Sustainability！

甲烷作为一种丰富且可再生的碳资源，其直接转化为高价值化学品面临转化率与选择性难以兼顾的核心难题。针对这一挑战，新加坡国立大学颜宁团队在《Nature Sustainability》上发表研究，提出了一种创新的“灯丝-催化剂灯泡反应器”（FCR）。该研究旨在通过空间解耦设计，突破传统等温反应的热力学限制。研究团队利用焦耳热效应将中心钼丝加热至超1000°C以高效活化甲烷，生成乙炔等中间体；同时，反应器内壁涂覆的钯基催化剂在低温（154-350°C）下选择性催化这些中间体转化为乙烯、苯、甲苯、二甲苯等高价值产物。实验结果表明，该系统实现了近40%的乙烯和芳烃总产率，以及62%的氢气产率，且碳沉积主要局限于灯丝表面，可通过二氧化碳吹扫快速再生。技术经济分析和生命周期评估显示，结合可再生资源，该技术在净零排放情景下比传统石脑油裂解和甲醇制烯烃路线更具经济竞争力和环境潜力。该研究为甲烷的清洁高效利用开辟了新路径。