纤维光电极

甲烷氮气室温偶联

将甲烷与氮气在室温下直接偶联为定制C–N化学品，突破传统高温高压合成路径。

Meng, Xiangyu · Zongmin, Chen · Mengmeng, Zhu · 王心 · Xiaoli, Xia · Gu, Liuning · Lili, Han · 彭路明 · 邵新星 · Yin, Kuibo · 孙立涛 · 孙岳明 · 代云茜 · 熊宇杰

Joule 2026

参数信息

甲烷转化率

71.1 mmol g⁻¹ h⁻¹

固氮速率

12.5 mmol g⁻¹ h⁻¹

稳定运行时间

200 h

技术优势

室温就能偶联

在常温常压下直接将甲烷和氮气转化为定制碳氮化学品，无需高温高压反应釜。

连续流动生产

卷式流动反应器实现连续进料和产物输出，避免间歇式操作。

液态镓提速

纤维内的液态镓提供超快电子传输，提升光电极反应效率。

应用场景

• 人工光合作用：模拟自然光合作用，将太阳能驱动的碳氮循环直接合成高价值化学品。
• 太阳能燃料：利用太阳能将甲烷和氮气转化为含能碳氮产物，作为可再生燃料存储。
• 光催化合成：通过光电极在常温下完成高选择性C–N偶联，替代传统热催化路线。
• 碳氮化学品：直接合成硝基甲烷和3-硝基丙酸等高价值碳氮精细化学品。