长链α-烯烃（linear α-olefins, 简称LAO）作为是现代化学工业的核心原料和重要中间体，全球消费量逐年递增，具有广阔的市场，需求巨大。受制于传统的乙烯齐聚合成技术，我国的长链α-烯烃需要依赖大量进口，严重限制了我国高端化工产业发展。

面对国家战略的迫切需求，自2015年伊始，低碳院煤间接液化技术研究中心青年科学家、团队技术带头人王鹏博士挺身而出，开始对合成气转化直接制线性α-烯烃这一难题发起挑战。课题研发的第一道难关是技术路线的选择，钴基催化剂活性卓越，但价格不菲；铁基催化剂价格低廉，但普遍存在CO₂选择性高、碳利用效率低、液体产品中C₆⁺ α-烯烃组分少等问题，技术路线如何选择成为一大难题。

王鹏在查看碳化铁催化剂制备样品

王鹏并没有急于下结论，而是首先对铁基催化剂催化活性产生的本质——活性相与活性位问题进行了深入思考，他在查阅大量文献的基础上结合多种先进原位表征技术，对铁基催化剂的活性相和活性位问题进行了实验，发现铁基催化剂CO₂选择性高、碳利用效率低等问题的本质并非源自铁基催化剂自身的缺陷，而是催化剂还原碳化过程中生成了其他物相导致了副反应的发生。基于此点发现，王鹏提出了以纯相碳化铁为催化剂活性相的原创思路，这样既能够利用铁基催化剂价格低廉的优点，又巧妙避开了副反应的困扰。

理清思路后，王鹏还要面对的一大难题是课题研发初期人员严重不足，课题一度只能通过向其他研究中心借调人员以保证研究工作不断向前推进。面对困难，王鹏主动将科研任务一肩挑，一人身兼多职，从最初的实验构想到样品制备再到实验数据的分析与验证都亲力亲为。深夜的灯光下，常常是他忙碌而坚定的身影，这样的工作状态对他而言，早已成为了习以为常的科研日常。

王鹏和团队成员在实验室查看运行数据

除了团队成员少的难题，课题组还面临关键仪器设备缺乏的挑战。纯相碳化铁催化剂高度活泼，无法在空气中稳定存在，因此对其进行表征研究需要使用各种高级原位表征仪器。但课题初期阶段，低碳院缺少原位穆斯堡尔谱、环境电镜等必需的原位仪器，导致很多实验无法进行。面对这一困难，王鹏带领团队积极“走出去”，主动与国内外知名高校和科研单位建立深度联系和合作，先后与北京大学、上海交通大学、北京科技大学、荷兰埃因霍芬理工大学建立了合作关系。在课题的攻坚阶段，王鹏经常在各地来回奔波，期望以最快速度获得真实准确的实验结果。功夫不负有心人，最终，团队与北京科技大学合作使用环境电镜在世界上首次原位捕捉到“纯相χ-碳化铁”的生成全过程。

王鹏带领团队经过艰苦工作，发现以纯相碳化铁替代传统铁催化剂活性位时，催化剂展示出“近零CO₂选择性”的特性以及95%以上的超高碳效率，打破了学术界对铁催化剂固有的低碳效率的认知。2018年该成果以《基于“纯相ε-碳化铁”的超低CO₂选择性费托合成》为题发表在国际著名学术期刊《科学》子刊（Science Advances）上，课题的研究自此开始步入快车道。

2022年，由低碳院牵头，联合国家能源集团包头煤化工、宁夏煤业，北京大学，中国科学院过程所等10家研发单位，成功申请了“十四五”国家重点研发计划“低CO₂选择性合成气直接转化制长链α-烯烃成套技术”。该研发项目以低碳院原创“纯相碳化铁催化剂体系”为核心，采用高效浆态床反应器，与长链α-烯烃的高效分离与产物综合利用技术相结合，形成合成气直接制长链α-烯烃成套技术。

国家重点研发计划“低CO₂选择性合成气直接转化制长链α-烯烃成套技术”项目启动会

“十四五”重大专项计划的成功申报，标志着王鹏带领团队研发的“纯相碳化铁催化剂体系”开始走出实验室，进入实际应用和工业化开发阶段。项目完成后，将填补国内煤化工高附加值特种化学品技术的缺口，助力我国煤化工产业向高端化、多元化、低碳化发展，同时也将为推动下游高端聚烯烃产业的发展夯实基础。

在“纯相碳化铁催化体系”研究过程中，王鹏与团队非常注重国际化合作，积极推动构建低碳技术研究全球创新网络。团队与荷兰埃因霍芬理工大学（TU/e）联合建立了“NICE-TU/e 碳一催化合作实验室”，定期开展学术交流与合作研究。双方合作在《ACS催化期刊 》（ACS Catalysis）、《催化学报》（Journal of Catalysis）等多个国际著名学术期刊发表了具有国际影响力的论文，并受邀在美国化学会年会、世界天然气转化大会、荷兰国家催化会议等影响力较大的国际会议上进行报告交流，极大提升了国际学术影响力。

自2015年至2024年，近十载光阴如白驹过隙，王鹏和团队成员心怀“国之大者”，坚定服务国家重大战略，牢牢扛起科技创新的重任，勇于开拓、不懈奋斗，在名利之外默默耕耘，从零的起点铸就辉煌，成功研发首创了革命性的“FTLAO”技术。这一技术不仅彻底突破了我国在合成气直接转化制备线性α-烯烃技术上的瓶颈，更引领着我国在该领域技术水平位列全球领先地位。

低碳院定向合成催化团队开展催化剂研发

截至目前，基于“纯相碳化铁催化剂体系”，团队共申请发明专利101件，其中国际专利34项，出版英文专著2部，发表SCI收录文章30余篇，取得了累累硕果，鼓舞人心。

展望未来，王鹏及其团队将始终怀揣低碳初心，牢记创新使命，大力弘扬新时代科学家精神，持续深耕合成气转化直接制线性α-烯烃技术的工业化应用之路。他们将以更加坚定的步伐，早日将这一科技成果转化为现实生产力，为我国能源化工产业转型升级贡献重要力量！