作为连接上游煤炭、天然气和生物质等碳基能源与下游化学品或燃料的关键枢纽，合成气高效定向转化是核心。在重大研究计划资助下，项目团队围绕合成气直接制烯烃、芳烃开展了系统性的研究，揭示了相关催化反应活性与选择性调控原理，开发选择性调控新方法、新策略。
研究围绕合成气直接制备低碳烯烃、芳烃与含氧化合物等重要过程，完善并形成了自主创新的“OXZEO双功能催化”和“接力催化”概念，系统研究了纳米复合催化剂中金属氧化物表面活性位点及其活化一氧化碳与氢气机制、分子筛孔道和酸性质等对碳-碳偶联及产物选择性调控机制、双功能匹配耦合的作用原理等，从而对碳-氧与氢-氢键活化和碳-碳偶联调控原理有了深入认识。
在上述基础理论的指导下，项目团队研究构筑了多功能催化剂，分别实现合成气经二甲醚和甲醇中间体接力催化制乙酸甲酯、乙酸、乙醇等含两个或两个以上碳原子的含氧化合物，选择性分别达85%、90%和88%，突破现有催化体系的选择性极限。
在上述概念指导下，项目团队多项应用成果进入工业试验阶段。包信和团队与中国工程院院士刘中民团队通力合作，联合陕西延长石油（集团）有限责任公司，建设了国际首套千吨级规模的煤经合成气直接制低碳烯烃全流程工业试验装置，已于2020年完成工业全流程试验，验证了技术的可行性和先进性，并通过了中国石化联合会的科技成果鉴定。
项目团队的主要研究骨干、中国科学院大连化学物理研究所研究员潘秀莲兴奋地说：“就在前几天，由这一计划促成的‘合成气直接制烯烃技术’成功通过了由国内头部企业组织的首套工业化示范项目预可行性研究论证。”
