8月19日，海南大学海洋清洁能源创新团队成功破解了长期制约的世界性难题，在甲烷直接催化转化领域取得颠覆性突破。该团队研发的新型催化体系，以接近100%的完美选择性，在温和条件下将气态的甲烷高效转化为高附加值的液体燃料甲醇，为我国南海丰富的天然气水合物资源就地转化、高效利用提供了具有自主知识产权的核心技术方案。相关研究成果日前在国际学术期刊《自然·通讯》杂志上发表。

甲烷是可燃冰的主要成分，其分子结构极其稳定，传统工业转化方式需在超过800℃高温和50个大气压的高压条件下进行，不仅能耗巨大，还容易导致甲烷过度氧化为二氧化碳，造成资源浪费和环境污染。因此，如何在温和条件下实现甲烷向甲醇的高效、高选择性转化，一直被国际催化化学界视为“圣杯级”挑战。

海南大学海洋清洁能源创新团队自2020年5月起启动该项研究。团队骨干、海南大学海洋科学与工程学院副研究员邓培林表示，选择这一方向既是面向世界科技前沿，更是服务国家能源安全与“双碳”战略的重大需求。中国南海蕴藏丰富的可燃冰资源，但其商业化开发一直受制于高效转化技术的缺失。

经过四年攻关，团队设计出一种纳米级钯（Pd）催化剂，通过对催化剂晶面进行精密“装修”，实现了对甲烷分子的精准识别与活化。该催化剂可在70℃的低温条件下，以99.7%的选择性将甲烷转化为甲醇，几乎达到“零损耗”转化。更值得注意的是，催化平台具备“快速释放”机制——甲醇一经生成便迅速脱附，有效避免过度氧化。

邓培林告诉记者，研发过程中最大的技术瓶颈是如何同时实现高活性和高选择性。通过多尺度催化剂设计，团队从原子尺度调控电子结构、纳米尺度优化晶面形貌，再到宏观尺度改进反应器设计，最终攻克了这一难题。

该项技术不仅原理创新显著，更具明确的应用前景。邓培林表示，团队从立项之初就明确了“为南海可燃冰就地转化提供核心技术”的目标。未来若将该技术应用于海上平台，将可实现可燃冰开采后就地转化，大幅降低运输成本和能源损耗。

尽管目前成果仍处于实验室阶段，但团队已规划清晰的技术路线图：未来1—2年将建设小试示范装置，3—5年内实现中试示范装置运行，并计划5—10年内在南海可燃冰开发中实现示范应用。与此同时，团队已与中海油等企业展开交流，推进甲醇下游高附加值产品研发，布局“开采—转化—制造”全产业链。

在知识产权方面，团队采用“专利先行”策略，已完成核心技术的国内外专利布局，在保持技术秘密的同时积极参与国际学术交流。该研究成果已获得国际同行高度认可，被认为在选择性、反应条件和机制创新三个方面均达到国际领先水平。

此项突破不仅是实验室内的技术飞跃，更是我国能源战略实施的重要支撑。在全球迈向碳中和的背景下，该技术有望成为应对能源与环境双重挑战的“中国方案”，也为海南打造深海能源开发与利用产业集群注入强劲科技动力。

（中国日报社海南记者站 陈博文 ｜ 郑子亮）