美国马里兰大学胡良兵教授和刘冬霞教授，以及美国特拉华大学Dionisios G. Vlachos教授等人提出了一种非平衡的、连续的合成技术，基于一个可编程的电流来快速切换高温（如高达2400K）和低温之间的反应实现脉冲加热和猝火（PHQ）（如0.02s开，1.08s关），快速淬火保证了高选择性和良好的催化剂稳定性，并降低了平均温度和能源成本。使用CH4热解作为模型反应，本文PHQ方法与在接近平衡条件下进行的传统无催化剂CH₄热解相比，对类似的甲烷转化率（约13%）具有更高的选择性（>75%）。本文的无金属催化剂PHQ技术的C₂产物选择性甚至优于使用优化催化剂通过连续加热进行CH₄热解。此外，PHQ技术还可以扩展到多种热化学过程，如使用非优化的催化剂在大于100h的环境压力下，实现了约6000 μmol gFe^-1 h^-1的NH₃稳定和高合成速率。因此，该方法为高效热化学合成建立了一个通用平台，其具有高反应速率和选择性、低成本和高催化剂稳定性。相关研究成果以“Programmable heating and quenching for efficient thermochemical synthesis”为题发表在Nature上，并被选为当期封面。