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長鏈α-烯烴（linear α-olefins, 簡稱LAO）作為是現代化學工業的核心原料和重要中間體，全球消費量逐年遞增，具有廣闊的市場，需求巨大。受制于傳統的乙烯齊聚合成技術，我國的長鏈α-烯烴需要依賴大量進口，嚴重限制了我國高端化工產業發展。

面對國家戰略的迫切需求，自2015年伊始，低碳院煤間接液化技術研究中心青年科學家、團隊技術帶頭人王鵬博士挺身而出，開始對合成氣轉化直接制線性α-烯烴這一難題發起挑戰。課題研發的第一道難關是技術路線的選擇，鈷基催化劑活性卓越，但價格不菲；鐵基催化劑價格低廉，但普遍存在CO₂選擇性高、碳利用效率低、液體產品中C₆⁺ α-烯烴組分少等問題，技術路線如何選擇成為一大難題。

王鵬在查看碳化鐵催化劑制備樣品

王鵬并沒有急于下結論，而是首先對鐵基催化劑催化活性產生的本質——活性相與活性位問題進行了深入思考，他在查閱大量文獻的基礎上結合多種先進原位表征技術，對鐵基催化劑的活性相和活性位問題進行了實驗，發現鐵基催化劑CO₂選擇性高、碳利用效率低等問題的本質并非源自鐵基催化劑自身的缺陷，而是催化劑還原碳化過程中生成了其他物相導致了副反應的發生。基于此點發現，王鵬提出了以純相碳化鐵為催化劑活性相的原創思路，這樣既能夠利用鐵基催化劑價格低廉的優點，又巧妙避開了副反應的困擾。

理清思路后，王鵬還要面對的一大難題是課題研發初期人員嚴重不足，課題一度只能通過向其他研究中心借調人員以保證研究工作不斷向前推進。面對困難，王鵬主動將科研任務一肩挑，一人身兼多職，從最初的實驗構想到樣品制備再到實驗數據的分析與驗證都親力親為。深夜的燈光下，常常是他忙碌而堅定的身影，這樣的工作狀態對他而言，早已成為了習以為常的科研日常。

王鵬和團隊成員在實驗室查看運行數據

除了團隊成員少的難題，課題組還面臨關鍵儀器設備缺乏的挑戰。純相碳化鐵催化劑高度活潑，無法在空氣中穩定存在，因此對其進行表征研究需要使用各種高級原位表征儀器。但課題初期階段，低碳院缺少原位穆斯堡爾譜、環境電鏡等必需的原位儀器，導致很多實驗無法進行。面對這一困難，王鵬帶領團隊積極“走出去”，主動與國內外知名高校和科研單位建立深度聯系和合作，先后與北京大學、上海交通大學、北京科技大學、荷蘭埃因霍芬理工大學建立了合作關系。在課題的攻堅階段，王鵬經常在各地來回奔波，期望以最快速度獲得真實準確的實驗結果。功夫不負有心人，最終，團隊與北京科技大學合作使用環境電鏡在世界上首次原位捕捉到“純相χ-碳化鐵”的生成全過程。

王鵬帶領團隊經過艱苦工作，發現以純相碳化鐵替代傳統鐵催化劑活性位時，催化劑展示出“近零CO₂選擇性”的特性以及95%以上的超高碳效率，打破了學術界對鐵催化劑固有的低碳效率的認知。2018年該成果以《基于“純相ε-碳化鐵”的超低CO₂選擇性費托合成》為題發表在國際著名學術期刊《科學》子刊（Science Advances）上，課題的研究自此開始步入快車道。

2022年，由低碳院牽頭，聯合國家能源集團包頭煤化工、寧夏煤業，北京大學，中國科學院過程所等10家研發單位，成功申請了“十四五”國家重點研發計劃“低CO₂選擇性合成氣直接轉化制長鏈α-烯烴成套技術”。該研發項目以低碳院原創“純相碳化鐵催化劑體系”為核心，采用高效漿態床反應器，與長鏈α-烯烴的高效分離與產物綜合利用技術相結合，形成合成氣直接制長鏈α-烯烴成套技術。

國家重點研發計劃“低CO₂選擇性合成氣直接轉化制長鏈α-烯烴成套技術”項目啟動會

“十四五”重大專項計劃的成功申報，標志著王鵬帶領團隊研發的“純相碳化鐵催化劑體系”開始走出實驗室，進入實際應用和工業化開發階段。項目完成后，將填補國內煤化工高附加值特種化學品技術的缺口，助力我國煤化工產業向高端化、多元化、低碳化發展，同時也將為推動下游高端聚烯烴產業的發展夯實基礎。

在“純相碳化鐵催化體系”研究過程中，王鵬與團隊非常注重國際化合作，積極推動構建低碳技術研究全球創新網絡。團隊與荷蘭埃因霍芬理工大學（TU/e）聯合建立了“NICE-TU/e 碳一催化合作實驗室”，定期開展學術交流與合作研究。雙方合作在《ACS催化期刊 》（ACS Catalysis）、《催化學報》（Journal of Catalysis）等多個國際著名學術期刊發表了具有國際影響力的論文，并受邀在美國化學會年會、世界天然氣轉化大會、荷蘭國家催化會議等影響力較大的國際會議上進行報告交流，極大提升了國際學術影響力。

自2015年至2024年，近十載光陰如白駒過隙，王鵬和團隊成員心懷“國之大者”，堅定服務國家重大戰略，牢牢扛起科技創新的重任，勇于開拓、不懈奮斗，在名利之外默默耕耘，從零的起點鑄就輝煌，成功研發首創了革命性的“FTLAO”技術。這一技術不僅徹底突破了我國在合成氣直接轉化制備線性α-烯烴技術上的瓶頸，更引領著我國在該領域技術水平位列全球領先地位。

低碳院定向合成催化團隊開展催化劑研發

截至目前，基于“純相碳化鐵催化劑體系”，團隊共申請發明專利101件，其中國際專利34項，出版英文專著2部，發表SCI收錄文章30余篇，取得了累累碩果，鼓舞人心。

展望未來，王鵬及其團隊將始終懷揣低碳初心，牢記創新使命，大力弘揚新時代科學家精神，持續深耕合成氣轉化直接制線性α-烯烴技術的工業化應用之路。他們將以更加堅定的步伐，早日將這一科技成果轉化為現實生產力，為我國能源化工產業轉型升級貢獻重要力量！