Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) добились значительного прогресса в области дизайна катализаторов, успешно разработав новый одноатомный катализатор, который значительно снижает количество энергии, необходимое для производства метанола из диоксида углерода и водорода. Этот прорыв не только повышает эффективность реакции, но и открывает новые возможности для развития устойчивой химии.
Катализаторы, выступая в роли «помощников» химических реакций, способны снижать энергию, необходимую для их протекания. Однако традиционные катализаторы часто полагаются на металлические частицы, многие атомы которых не участвуют непосредственно в реакции, что приводит к невысокой эффективности. Исследовательская группа ETH Zurich, разработав одноатомный катализатор, сделала каждый металлический атом независимым активным центром, тем самым максимально повысив эффективность использования металла. Команда точно разместила изолированные атомы индия на поверхности оксида индия (должен быть оксид гафния, согласно предыдущему тексту). Этот инновационный дизайн не только усилил активность катализатора, но и позволил ему оставаться стабильным в суровых условиях, таких как высокие температуры и давление.
«Наш новый катализатор имеет одноатомную структуру, в которой изолированные активные металлические атомы закреплены на поверхности специально разработанного носителя», — объясняет профессор каталитического инжиниринга Хавьер Перес-Рамирес. Такая структура позволяет ученым более четко наблюдать и понимать реакции, происходящие на поверхности, обеспечивая более точное руководство для оптимизации катализатора. Метанол, являясь «швейцарским армейским ножом» химической промышленности, является ключевым сырьем для производства различных химических веществ и материалов. Если водород и энергия, используемые в процессе производства, получены из возобновляемых источников, производство метанола может стать климатически нейтральным. Применение одноатомных катализаторов не только повышает эффективность производства метанола, но и предоставляет новые пути для утилизации диоксида углерода.
Исследовательская группа ETH Zurich успешно разработала этот новый одноатомный катализатор благодаря междисциплинарному сотрудничеству. Этот результат не только отражает тесное сотрудничество швейцарского научного сообщества, но и вносит важный вклад в глобальное развитие устойчивой химии.
Ссылка на журнал: Авторы: Yong-Tao Jiang, Milica Ritopecki, Patrik O. Willi, Katja Raue, Jordi Morales-Vidal, Sheng-Zou Tang, Mikhail Agrachev, Henrik Eliasson, Jianyang Wang, Rolf Erni, Wendelin J. Stark, Gunnar Jeschke, Robert N. Grass, Núria López, Sharon Mitchell, Javier Pérez-Ramírez. Название: Одноатомный индий на оксиде гафния обеспечивает выдающийся синтез метанола на основе CO2. Опубликовано в: Nature Nanotechnology, 2026.
