研发甲烷干重整与原位 CO2 转化技术面临以下主要技术难题：

1. 反应温度控制：甲烷干重整和原位 CO2 转化过程是高度吸热反应，需要在高温下进行，但温度过高会导致副反应的发生，降低反应产物的选择性和效率。因此，如何进行反应温度的精确控制。

2. 催化剂性能：催化剂是影响甲烷干重整与原位 CO2 转化反应性能的关键因素。如何开发高效、稳定、低成本的催化剂是该技术研究的另一个关键问题。

3. 热力学平衡：在甲烷干重整与原位 CO2 转化过程中，存在多个竞争反应，要实现高效的转化，如何打破反应的热力学平衡，使产物选择性的提高。