Работа над созданием катализаторов, способных сократить выбросы углекислого газа до нуля, является мировым трендом. В Томском государственном университете (ТГУ) уже не первый год работают в данном направлении. Недавно химики совместно с коллегами из Сямэньского университета предложили принципиально новую технологию, позволяющую перерабатывать углекислоту в синтез-газ – ценное вещество для химической промышленности, которое используется в качестве экологически чистого источника энергии. Разработка считается более эффективной, экологичной и дешёвой, чем существующие мировые аналоги. Её описание изложено в журнале Journal of Catalysis (Q1), сообщается на сайте ТГУ.

Новый материал представляет собой катализатор, содержащий активный компонент Ni (никель) не в виде наночастиц, как в большинстве современных катализаторов, а в виде изолированных атомов. Наноструктурированные материалы хорошо себя зарекомендовали, но одноатомные катализаторы – это переход на качественно новый уровень: они выгодно отличаются тем, что для их создания нужно мало активного компонента. В катализаторах в качестве активного вещества используются дорогостоящие благородные металлы (палладий, платина, золото), поэтому одноатомный катализатор с экономической точки зрения гораздо выгоднее. При этом производительность технологии возрастает, так как в работу включаются все атомы никеля (в то время как по традиционной технологии вклад в процесс вносят только атомы металла, которые находятся на поверхности наночастиц).

Кроме того, в данном случае катализатор работает как электрокатализатор, то есть при пропускании через него тока запускается химическая реакция: происходит превращение углекислого газа (CO2) в синтез-газ (смесь CO и H2). Таким образом, из такого отхода, как углекислый газ, можно получать ценный элемент для экологически чистой энергетики – синтез-газ, который затем перерабатывается в топливо и ценные химические соединения.

Новый материал уже был протестирован в лабораторных условиях и показал свою эффективность. Предполагается, что в перспективе установки с катализатором нового класса будут устанавливаться на крупных предприятиях, которые в ходе производства выделяют большие объемы углекислого газа.

Добавим, что исследование цикла углерода и создание новых подходов для снижения его уровня в атмосфере является одним из ключевых исследовательских направлений, которые ТГУ развивает в рамках стратпроекта «Глобальные изменения Земли: климат, экология, качество жизни». Проект, нацеленный на изучение трансформации климата и окружающей среды, создание способов снижения негативных последствий изменений и способов адаптации человечества к новым условиям, реализуется при поддержке федеральной программы «Приоритет 2030».