Новые катализаторы для переработки углекислого газа разработали российские ученые

Российские учёные разработали новые катализаторы на основе железа, которые позволяют перерабатывать углекислый газ (CO₂) в компоненты топлива. Разработка может стать доступной альтернативой дорогим платиновым катализаторам и приблизить внедрение «зелёных» технологий по превращению промышленных выбросов в ценное сырьё.

При сжигании нефти и газа в атмосферу выделяются огромные объёмы CO₂ — одного из главных парниковых газов. Чтобы сократить его вредное воздействие, учёные разрабатывают разные подходы — от улавливания и хранения до глубокой переработки, например, в биотопливо.

Для превращения CO₂ в полезные вещества обычно нужны катализаторы из дорогостоящих металлов, в частности — платины. Они обеспечивают высокую эффективность реакции, но делают процесс экономически нерентабельным.

Учёные НИТУ «МИСИС», МГУ имени М. В. Ломоносова и Института органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН предложили альтернативу: использовать железо, так как это один из самых дешёвых и доступных каталитически активных металлов. Чтобы достичь высокой эффективности переработки CO₂, исследователи получили материалы с активным компонентом — железом — с добавлением Ce, Si, Zr, Al. Технология синтеза позволила сформировать каталитически активные материалы с развитой пористой структурой, в которых наночастицы равномерно распределены по поверхности.

«В Университете „МИСИС“, ведущем технологическом вузе страны, уделяют особое внимание созданию материалов и технологий, способствующих снижению нагрузки на окружающую среду и улучшению качества жизни человека. Наши учёные доказали, что применение железосодержащих катализаторов позволяет получить высокую конверсию углекислого газа. При этом в продуктах образуются такие соединения, как метан, олефины и более сложные углеводороды: они могут использоваться для синтеза жидкого топлива, что важно в условиях перехода к экономике замкнутого цикла», — рассказала ректор НИТУ «МИСИС» Алевтина Черникова.

«Наши результаты показывают, что углекислый газ можно не просто улавливать, а эффективно перерабатывать. Используя железосодержащие катализаторы, мы получаем ценные компоненты для топлива. Это направление может стать основой для промышленных технологий, которые одновременно решают экологические задачи и приносят экономическую выгоду», — сказал к. х. н. Александр Кустов, старший научный сотрудник лаборатории нанохимии и экологии НИТУ «МИСИС».

Подробности исследования опубликованы в научном журнале Journal of Sol-Gel Science and Technology (Q2). Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда (проект № 24-43-00069).