天然氣水合物(可燃冰)是蘊藏在中國南海的巨大戰略能源寶庫，其主要成分甲烷，是實現“雙碳”目標的關鍵一環。然而，甲烷分子結構異常穩定，傳統的工業利用方式如同“大火猛攻”，需在高溫高壓下進行粗放式轉化，不僅能耗巨大，且大量甲烷被過度氧化為二氧化碳，造成能源和資源的雙重浪費。因此，如何在溫和條件下實現原子級的精準調控，將甲烷直接、高效地轉化為甲醇，一直是全球催化化學領域的“圣杯級”挑戰。
面向世界科技前沿和國家重大需求，在這一背景下，海南大學海洋清潔能源創新團隊為國家“可燃冰”開發利用提供了一份“海南方案”。他們巧妙地設計出一種納米級別的鈀(Pd)催化劑，通過對晶面的精密“裝修”，能夠精準識別并激活甲烷分子。更關鍵的是，它對目標產物甲醇具有一種“快速釋放”的特性：一旦寶貴的甲醇分子生成，催化平臺會立即將其“彈出”，避免其在反應環境中停留過久而被過度氧化。這項突破性技術實現了兩大創新，一是根據最終實驗結果顯示，甲醇的選擇性高達 99.7%，幾乎實現了“零損耗”的完美轉化;二是整個過程僅需 70℃的低溫，這意味著未來的工業化生產將更安全、更節能、更環保，具備了極高的商業應用潛力和經濟價值。
從南海深處開采的“可燃冰”，有望在海南本地被高效、低成本地轉化為清潔的甲醇燃料。同時，甲醇作為“化工之母”，可以進一步合成為新材料、特種纖維等各類高附加值產品，進入千家萬戶。這不僅將極大提升我國的能源安全保障能力，更意味著海南有望成為全球深海能源開發與利用的技術策源地和產業集聚地。
據悉，該成果是海南大學海洋清潔能源創新團隊繼 2024 年通過調控超薄 PdxAuy 納米片上金原子的覆蓋率，揭示甲烷直接氧化制甲醇微觀機制的基礎上又一個未來突破。未來，團隊將充分發揮海南大學海洋清潔能源創新團隊一流科研平臺優勢，推動綠色催化技術產業化，為碳中和政策提供科學支撐，真正實現從實驗室到產業的全鏈條創新，為能源與環境的全球挑戰貢獻“海南方案”。
