氢气作为一种替代燃料，因其在能源和交通领域的脱碳潜力而受到广泛关注。氢气的生产目前主要依赖化石燃料重整，然而随着对可再生能源需求的增加，如何将氢气生产与非可再生资源脱钩，成为了科研领域的重要挑战。特别是在水煤气转化（WGS）反应中，催化剂的性能直接影响氢气的产量和副产物的生成。传统的镍基催化剂在高温下往往存在聚集现象，导致一氧化碳转化为甲烷，产生不良副产物。因此，如何抑制甲烷化反应、提高WGS反应的选择性和效率，一直是催化研究中的难题。
鉴于此，来自美国海军研究实验室的Debra R. Rolison团队的研究人员在WGS反应催化剂的设计上取得了新进展。该团队通过原子级分散镍至CeO2气凝胶中，成功消除了传统镍基催化剂中的镍步位点，从而显著抑制了甲烷的生成。通过溶胶-凝胶法将镍掺入CeO2气凝胶中，研究人员设计出了一种新型的催化剂，其中2.5原子百分比的镍在350°C下展现出了极高的活性，CO转化率接近平衡水平，且在检测限（<2ppm）下未检测到甲烷副产物。与传统的低重量百分比镍簇或纳米颗粒负载CeO2催化剂相比，这一催化剂的甲烷生成显著降低，甲烷产率低于以往报道的镍基催化剂，标志着WGS催化剂开发中的重要突破。
这一新型催化剂的成功开发，不仅为高效氢气生产提供了新的催化剂设计思路，也为未来催化剂的选择性调控和优化提供了重要的理论依据。
