2021年，在中国科学院国际合作局国际伙伴计划项目的资助下，由中国科学院山西煤炭化学研究所谭猗生、杨国辉团队与日本国立富山大学椿范立教授团队历时三年，共同开展的一系列碳一化学方向研究取得了丰硕成果，为煤炭清洁高效利用、助力实现“双碳”目标提供了一定的研究基础。

随着国家能源结构调整和煤炭供给侧结构性改革，国内煤炭消费比例正逐步降低，但我国富煤少油的能源结构没有发生根本改变。煤炭资源开发利用在当前和今后相当长时期内仍将维持一定强度，鉴于煤炭使用过程中存在的效率低下、资源浪费严重、碳排放高等问题，实现煤炭的清洁高效利用是煤炭业减排的发展方向之一。

碳一化学是指含有一个碳原子的化合物（一氧化碳、二氧化碳、甲烷、甲醇及甲醛）为原料合成化工产品或液体燃料的化学反应及工艺。其中，煤经合成气定向转化制燃料和化学品是实现煤炭清洁高效利用的有效途径之一，而在常规合成气定向催化转化中，由于水煤气变换反应的发生而生成二氧化碳，不但造成了碳资源的利用率降低，也造成了二氧化碳的排放。因此，降低二氧化碳选择性以及对其进行化学利用是碳一化学中的重要课题。

两国科学家在合成气转化过程中抑制二氧化碳副产物生成，在高效转化二氧化碳制高附加值化学品等方面，联合开展了深入紧密的合作。双方团队通力合作，分别通过构建核壳催化剂和催化剂疏水的方式，在合成气直接制低碳烯烃和二甲醚反应中实现了二氧化碳的有效抑制；针对传统的费托合成，通过对催化剂优化和调控实现了直接、高选择性合成目标液体燃料（汽油、柴油和航空煤油）；针对二氧化碳加氢制高附加值化学品反应，利用日方椿范立教授的胶囊分子筛催化剂制备技术，通过双组分催化剂的优化，实现了二氧化碳到烯烃、异构烷烃汽油、芳烃，尤其是PX的高效合成。