近日，西南石油大学周莹教授、曹玥晗研究员等聚焦天然气主要组分甲烷的绿色转化利用，在太阳能驱动甲烷制燃料和化学品材料等领域取得系列进展，相关成果发表于《Nature Communications》和《Journal of the American Chemical Society》（入选封面文章）期刊。研究团队探索太阳能与天然气资源耦合利用新路径，在温和条件下利用太阳能驱动甲烷定向转化，将甲烷从传统燃料转化为甲醇、甲醛等易储运、高附加值化学品材料等，实现太阳能向化学能有效存储，助力天然气绿色低碳利用。

甲烷直接选择性转化制化学品材料是国际公认的“圣杯”反应，长期面临甲烷稳定、难活化，产物活泼、易过氧化的挑战。这种“反应物稳定、产物活泼”的矛盾，导致单一高值产物选择性难以控制。由于决定选择性的关键中间体寿命仅为纳秒至毫秒级，且稍纵即逝，常规表征手段难以对其进行捕捉和解析，反应微观机制长期未能阐明。依托建立的超快光谱平台，团队实现了对反应过程中瞬时中间体的精准识别与动态追踪。基于揭示的机理，跳出传统调控思路，通过调节活性位点与中间体之间的化学键作用及界面电子分布，引导光生电荷定向分配，精准操控反应转化路径，实现单一产物选择性接近100%。

相关成果为实现天然气资源的就地绿色利用，探索新能源与传统油气资源融合发展提供参考。系列研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中央引导地方科技发展资金等支持。

https://www.nature.com/articles/s41467-026-70134-7

https://www.nature.com/articles/s41467-026-77011-3

https://doi.org/10.1021/jacs.6c06804

《Journal of the American Chemical Society》封面