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利用太阳能实现二氧化碳与氢气耦合转化制备甲烷，是构建人工碳循环、推进二氧化碳资源化利用的理想技术路径，兼具生态环保与资源再生双重价值。但目前该技术仍存在显著技术瓶颈，在低光强的实际太阳光环境中，难以同步实现高二氧化碳转化效率与高甲烷生成速率、高产物选择性，严重制约了光热CO₂甲烷化技术的实际落地与规模化应用，是太阳能碳转化领域亟待攻克的核心挑战。

图. Ni/TiAlOx催化剂光热催化CO₂甲烷化示意图

研究团队依托原位漫反射红外光谱表征与密度泛函理论计算，进一步揭示了催化反应路径的调控规律。研究证实，Ni颗粒的尺寸与电子结构是决定CO₂甲烷化反应路径的关键因素，其中缺电子型Ni活性位点可高效促进*COOH、*CO等核心反应中间体的生成，从分子层面阐明了催化剂性能提升的内在机理，完善了低光强光热催化反应的理论体系。该研究明确了低光强实际太阳能工况下，兼具高光热转化效率与优异催化活性的催化剂全新设计准则。

2026年4月22日，相关研究成果以“Integrating Ni-TiO₂ and Ni-Al₂O₃ interactions in Ni/TiAlO_x enables high-performance photothermal CO₂ methanation under low light intensity without external heating”为题发表于《Chemical Engineering Journal》，中科院过程所博士生曾俊铭和乐动全体育,乐鱼电竞官网,金贝娱乐郑鹏副教授为论文共同第一作者，苏发兵研究员等为论文共同通讯作者，乐动全体育,乐鱼电竞官网,金贝娱乐为论文共同通讯单位。