中國科學家在達連化學物理研究所（DICP）發現了鎳氧化物上先前未知的原子結構，顯著提高了甲烷轉化效率。 這一發現解釋了為什麼鎳氧化物而不是金屬鎳是反應的主要驅動力，並允許創建具有大幅降低的鎳含量的催化劑。
該研究由DICP的陶張、王愛琴和劉曉燕教授帶領，與劉偉（DICP）、楊濤（西安交通大學）和格雷厄姆·J·哈欽斯（卡迪夫大學）教授合作，重點研究甲烷部分氧化（POM），這是一種用於生產燃料和化學品的合成氣的過程。 多年來，人們認為金屬鎳（Ni）納米粒子是POM中的關鍵活性中心。 然而，該團隊質疑反應後觀察到的金屬Ni是否實際上負責催化，還是僅僅是該過程的副產品。
科學家們使用微乳法創建了一種含有僅0.8 wt% Ni的Ni/Al2O3催化劑。 這種低鎳催化劑表現出高水平的性能，轉化了92%的甲烷，對CO和H2的選擇性為87.0%，維持穩定的H2/CO摩爾比為2.0。 值得注意的是，反應後，催化劑中幾乎檢測不到金屬Ni。
儘管鎳含量最少，但該催化劑的性能與含有十倍鎳（通過浸漬法生產的8.0 wt% Ni/Al2O3）的催化劑相媲美。 低負載催化劑也勝過使用浸漬法製備的類似低鎳催化劑，後者僅表現出甲烷燃燒，而不是有效的POM。 該發現揭示了催化活性的原子級別來源，並強調了在實際操作條件下觀察催化劑的重要性。
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