日本已宣布“到 2050 年实现碳中和”作为政府目标，到 2050 年将温室气体净排放量降至零。为了大幅减少二氧化碳2排放，重要的不仅仅是控制二氧化碳2通过现有工艺进行排放，同时还开发创新工艺来利用二氧化碳2作为生产燃料和化学品的资源。这些努力的核心是利用二氧化碳生产合成气（一种一氧化碳和氢气的混合物）的技术2.
合成气是通过逆水煤气变换反应生产的（CO2+H2→CO+H2O) 减少二氧化碳2与氢气反应生成一氧化碳。高活性过渡金属如铂、铑、镍或铜被认为是促进该反应所必需的催化剂组分。在反应操作之前，需要采用能源和成本密集型工艺来分离和回收 CO2通过化学吸收技术，随后将其纯化至接近100%。一项创新技术，可直接利用低浓度CO生产合成气2没有这些流程，需要开发。最近，双功能材料引起了人们的关注，以实现集成CO2捕获和转换
AIST 的研究人员与代尔夫特理工大学合作，开发了一种直接生产合成气的技术，合成气是一种高度通用的燃料和化学品原材料。该技术可以利用CO2发电厂和工业部门的废气（~20%）以及低浓度大气二氧化碳2（400 ppm；004 %）产生合成气。
该技术可以利用双功能材料与低浓度CO反应，直接生产合成气，即一氧化碳和氢气的混合气体2来自可再生能源的氢气，无需分离和纯化过程。而常规反应则减少CO2一氧化碳需要使用过渡金属的催化剂，该技术采用不含过渡金属的双功能材料，其与碱金属或碱土金属（例如钠）具有简单的组成。与传统方法相比，该技术几乎不产生未反应的CO2。此外，合成气生产中的一个关键因素是 H2/CO 比率预计可以通过改变操作条件（例如氢气流量）来控制。