全球能源结构持续向低碳清洁化方向发展，氢能具有低碳清洁、比能量密度大和转化效率高等优点。甲烷（CH₄）是天然气的主要成分之一，同时也是一种温室气体。将CH₄催化转化为H₂不仅提供了一种缓减因直接燃烧CH₄产生CO₂排放的途径，同时也促进了向更清洁能源的过渡。为了提高甲烷转化的效率并增强催化剂对氢的选择性，目前大量的工作致力于催化剂的设计，核-壳结构的镍（Ni）基催化剂成为CH₄转化的高效催化剂，具有高催化活性、抗烧结和高稳定性等优势。

课题组详细综述回顾了Ni基核-壳催化剂在甲烷制氢领域的发展，深入探讨了核-壳Ni基催化剂的合成方法，详细总结了核-壳结构催化剂在甲烷转化中的多重优势，在甲烷干重整中的稳定性和抗烧结性，以及对CO₂的活化能力。全面概述了Ni基核-壳结构催化剂在甲烷蒸汽重整（SRM）、甲烷干重整（DRM）、甲烷部分氧化（POM）和甲烷裂解（CMD）等制备H₂的应用。另外，探讨了密度泛函理论（DFT）和机器学习（ML）在甲烷制氢中的应用，在筛选Ni基催化剂和揭示甲烷转化的复杂反应机理方面发挥着关键作用。最后，展望了甲烷制氢以及催化剂设计，为甲烷制氢提供参考。

该工作与新加坡国立大学Sibudjing Kawi教授课题组、英国Belfast皇后大学Chunfei Wu 教授以题为“Ni-based Core-shell Structured Catalysts for Efficient Conversion of CH₄ to H₂: a Review”的综述发表于Carbon Capture Science & Technology期刊。https://doi.org/10.1016/j.ccst.2024.100200，论文第一作者为博士生关昱。