稀土元素素有“工業味精”之稱，在催化與能源轉化領域展現出非凡潛力。將生物質與煤矸石通過協同高效催化熱化學轉化為氫能（富氫燃氣或化工合成原料氣）并實現高值化綜合利用，是一項重要的發展方向，極具發展潛力與應用前景。

內蒙古科技大學教授牛永紅科研團隊受稀土元素獨特電子結構及氧化還原特性的啟發，成功開發出La/Ce/Pr改性白云石-生物炭雙載體催化劑，實現了煤矸石與松木屑共氣化向富氫合成氣的高效轉化。基于這一創新成果，團隊提出 “稀土－雙載體協同催化”新策略，為解決生物質氫能轉化難題、提取煤矸石中的碳提供了新方案，也為固廢資源化與清潔能源生產開辟了新技術路徑。

“使用新開發的2wt%Pr-Dol-C催化劑，能夠使氫氣產率提升至11.28 mmol/g，氫氣組分高達52mol%，較傳統氣化技術提升近一倍?！迸Ｓ兰t介紹道。使用稀土元素改性催化劑具備三大優勢：一是稀土元素通過形成氧空位促進水煤氣變換反應；二是雙載體結構，兼顧102m2/g高比表面積與高反應活性位點；三是抗積碳性能優異，經表征分析證實稀土元素負載能夠有效增強氧化還原循環，從而抑制碳沉積。

該研究成果首次采用稀土改性雙載體設計，破解單一載體催化效率低難題；揭示稀土元素價態變化與氧空位濃度關聯機制；建立“熱解－重整”兩段式溫度調控工藝，驗證催化劑的構效關系，驗證催化劑共氣化性能。不僅將煤矸石從環境負擔轉化為氫能資源，更開創了稀土催化在固廢資源化領域的新應用模式，為推進“無廢城市”建設與實現“雙碳”目標提供了切實可行的技術解決方案。該研究獲得國家自然科學基金、內蒙古自然科學基金等項目支持。相關成果發表于能源領域國際權威期刊?Renewable Energy??International journal of hydrogen energy?等。