Специалисты ФИЦ «Институт катализа СО РАН» разработали процесс каталитической переработки трихлорэтилена и токсичных отходов на его основе в углеродные наноматериалы. Этот способ утилизации — альтернатива сжиганию или захоронению, которые наносят экологии большой вред. Получаемые углеродные нановолокна можно использовать как для улучшения физико-механических свойств полимеров и смазок, так и в качестве носителя катализаторов.
Трихлорэтилен — хлорорганическое соединение, которое применяют как средство для обезжиривания металлов и химчистки тканей, в производстве инсектицидов, лекарств, смол и красителей. Вещество имеет третий класс опасности, и пока нет широко внедренных способов его утилизации в промышленных масштабах, кроме сжигания и захоронения. При сжигании помимо прочих веществ выделяется фосген — высокотоксичный газ, отравляющий атмосферу.
В Институте катализа СО РАН, продолжая идеи одного из его основателей Романа Алексеевича Буянова, разработали способ получения углеродных наноматериалов из легких алифатических углеводородов, а затем адаптировали данную методику для разложения хлорорганических соединений. Сначала трубчатый реактор, где помещен катализатор на основе никеля с добавлением промотирующей добавки (молибдена, вольфрама, палладия или олова), нагревают до 550–650 °C.  Затем через установку пропускают смесь трихлорэтилена, аргона и водорода (водород предотвращает блокировку поверхности катализатора хлором). В результате получается углеродный наноматериал в виде нановолокон, а образующуюся соляную кислоту на выходе из реактора нейтрализуют щелочью.
Предложенный способ утилизации отходов на основе трихлорэтилена позволяет избежать образования побочных токсичных соединений, а такие продукты, как соляная кислота и летучие хлоруглеводороды, можно внедрить в производственный цикл. Например, особенно перспективной предложенная технология может стать для заводов по производству винилхлорида, где образуется большое количество хлорорганических отходов и есть потребность в соляной кислоте. Углеродные нановолокна, получаемые в процессе пиролиза хлоруглеводородов, могут найти широкое применение. 
«Существует много направлений, где можно использовать углеродные наноматериалы. Сейчас мы работаем над созданием модифицированных полимерных композитов. Также наш материал оказался перспективным адсорбентом для очистки воды от хлорароматических загрязнений — он обладает высокой удельной поверхностью и пористостью. Еще одно разрабатываемое направление — присадки в смазочные материалы для улучшения триботехнических показателей», — рассказывает соавтор разработки, младший научный сотрудник Отдела материаловедения и функциональных материалов Арина Потылицына.
Интересная для катализа перспектива — использовать углеродные материалы в качестве носителя катализаторов. Ученые предложили совместить стадию получения углеродного носителя и этап нанесения катализатора. Концепция одностадийного синтеза металл-углеродных композитов, где частицы катализатора закреплены в структуре углеродных нановолокон, уже активно разрабатывается. Подобные композитные системы можно будет использовать, например, в электрохимических приложениях. 

Специалисты ФИЦ «Институт катализа СО РАН» при поддержке Российского научного фонда разрабатывают комплексный подход для переработки биомассы микроводорослей в компоненты для косметической и пищевой промышленности. Планируется получить наиболее подходящие штаммы водорослей и разработать оптимальные способы их переработки.
Микроводоросли — сырье, из которого получают биодизельное топливо, биологически активные добавки, этанол и метан, биоводород и другие ценные продукты. Водоросли поглощают углекислый газ, благодаря чему содержат в своей массе до 50 % углерода и обладают высоким энергетическим потенциалом. Их культивируют разными способами, вплоть до выращивания в сточных водах.
Специалисты Института катализа СО РАН решили сосредоточиться на двух продуктах — компонентах для косметической индустрии и производстве сорбитола, который используют не только как сахарозаменитель, но как стабилизатор в пищевой промышленности. Для этого ученые выращивают биомассу водорослей с достаточным содержанием белков и углеводов, в частности, определяют оптимальные условия их синтеза и ищут эффективные подходы для переработки.
«В косметике используют белковые углеводные гидролизаты из водорослей, которые обладают антиоксидантным действием. Их добавляют в косметику наружного применения, средства по уходу за кожей. В случае с сорбитолом необходима биомасса с высоким содержанием углеводов», — рассказывает ведущий научный сотрудник Отдела нетрадиционных каталитических процессов ИК СО РАН, руководитель проекта к.х.н. Николай Громов.
Для производства гидролизатов используют два способа — высокотемпературную водную обработку в автоклаве и каталитическую обработку. Ученые сосредоточились на разработке эффективных катализаторов для второго способа. Каталитическая обработка разрушает структуру клетки и высвобождает белковые соединения: они идут в косметическую область, а оставшиеся углеводы — в пищепром.
Для наработки биомассы в ИК СО РАН была создана уникальная установка — фотобиореактор на 100 литров. Химики будут выращивать и тестировать штаммы и с помощью скрининга отбирать нужные. Технология требует соблюдения ряда условий — обязательное наличие питательной среды, постоянное насыщение углекислым газом, особые температурный и световой режимы.
На настоящий момент производство и тестирование биомассы проходит в сотрудничестве с Новосибирской компанией, занимающейся микроводорослями и заинтересованной в реализации проекта. 

Специалисты ФИЦ «Институт катализа СО РАН» модифицировали метод парофазной кристаллизации для получения нанокристаллов цеолитов, которые необходимы для нефтеперерабатывающей отрасли. Это позволило достичь 100 % выхода продукта, а также уменьшить объем токсичных сточных вод, которые образуются при производстве цеолитов.
Цеолиты — микропористые материалы с упорядоченной структурой, критически важные для катализа и адсорбции в химической промышленности. В нефтепереработке они используются как необходимый кислотный компонент бифункциональных катализаторов гидроочистки и гидрокрекинга.
Классические методы синтеза для получения нанокристаллов цеолита, такие как гидротермальная обработка, требуют длительного центрифугирования, больших объемов воды и дорогостоящих структурообразующих агентов — темплатов. Процесс становится энергозатратным, сложным для масштабирования и экологически рискованным из-за образования токсичных сточных вод.
Ученые ИК СО РАН решили использовать метод парофазной кристаллизации, который устраняет эти ограничения. Сам способ впервые был описан в 1990-х годах, но специалисты дополнили его твердофазным смешением реагентов. Технология представляет собой обработку сухого геля из предшественников парами воды в автоклаве без прямого контакта твердой и жидкой фаз. Это позволило достичь выхода продукта до 100 % против 50 % при традиционном синтезе — и удешевления процесса. Сам гель состоит из источников кремния и алюминия, молекулярного темплата и воды. 
«Почему важно заниматься разработкой методов синтеза нанокристаллов? Пока что произведенные в России цеолиты сильно уступают по качеству зарубежным. В отечественных образцах самый маленький размер кристалла — 1 микрометр, а у конкурентов — 300-400 нанометров. Разработка методов получения цеолитов, очевидно, необходима для промышленности, чтобы в том числе снизить зависимость от импорта», — говорит младший научный сотрудник Отдела нетрадиционных каталитических процессов Алина Брагина.
На данный момент исследователи проводят эксперименты по модификации разработанного метода для удешевления и упрощения процесса получения бестемплатного цеолита ZSM-5. Также они планируют масштабировать данный метод в лабораторных условиях и испытать полученный цеолит в процессах каталитической гидроизомеризации и гидрокрекинга.

Специалисты ФИЦ «Институт катализа СО РАН» и Центра компетенций НТИ «Водород как основа низкоуглеродной экономики» при поддержке Российского научного фонда ведут исследования по получению чистого водорода из аммиака с помощью фотокаталитических и фотоэлектрохимических процессов, протекающих при комнатной температуре. Технология перспективна для переработки аммиака, который в больших объемах образуется на таких объектах, как очистные сооружения. 
Исследования аммиака как сырья для производства водорода начались сравнительно недавно, в 2000-х годах. Интерес к этому способу растет — например, ранее упоминалось, что во Франции создадут пилотную установку крекинга аммиака.
Традиционно процесс разложения аммиака — это термокаталитический процесс, который протекает при температуре свыше 600 °C и требует катализаторов с содержанием платины 5–10 % от массы. Ученые ИК СО РАН решили исследовать фотокаталитические и фотоэлектрохимические методы, которые протекают при комнатных температурах, и «стартовать» с 1 % платины. 
Исследователи взяли полупроводники — диоксид титана, оксид вольфрама, оксид цинка, фосфат серебра. Системы, состоящие из полупроводника с нанесенным металлом, позволяют проводить процесс конверсии в две стадии: восстановление аммиака протекает на частицах металла, окисление — на поверхности полупроводника. Это делает процесс более энергоэффективным за счет пространственного разделения зарядов.
Помимо энергоэффективности важным аспектом является снижение содержания платины. Проведенные ранее исследования показали, что можно существенно снизить количество платины без потери активности или даже найти эффективные и более дешевые альтернативы. 
«Главные преимущества фотокаталитического и фотоэлектрохимического разложения аммиака — это возможность использования возобновляемой энергии, например, солнечной, и проведение процессов при комнатной температуре и атмосферном давлении. Это кардинально снижает энергозатраты. Кроме того, такие системы обладают значительным потенциалом для экологических приложений. Например, их можно интегрировать в системы очистки сточных вод на промышленных предприятиях», — говорит научный сотрудник Отдела гетерогенного катализа ИК СО РАН и Центра компетенций НТИ «Водород как основа низкоуглеродной экономики» к.х.н. Дина Марковская.
Исследовательница отмечает, что фотокаталитический реактор, работающий на солнечной энергии, мог бы не только очищать воду от примесей аммиака, но и параллельно производить дополнительный водород, создавая замкнутый цикл. Учитывая масштаб объемов промышленных стоков, такая технология имеет значительный практический потенциал.
Сейчас ученые занимаются глубоким исследованием кинетики и механизмов разложения аммиака на разработанных катализаторах. Это необходимо, чтобы дать точную оценку практического потенциала технологий. В перспективе — создание сложных композитных фотокатализаторов, которые обладают улучшенными окислительно-восстановительными свойствами. 

Институт катализа СО РАН в седьмой раз проводит Всероссийскую школу-конференцию с международным участием «Каталитический дизайн: от исследований на молекулярном уровне к практической реализации». Участники отметили роль Института в развитии каталитического дизайна и важность подготовки кадров.
Мероприятие проводится в первую очередь для студентов и молодых ученых, чтобы познакомить их с современными подходами к созданию и исследованию катализаторов как с фундаментальной, так и с прикладной точки зрения. Лекции от ведущих специалистов охватывают тематику от исследований катализаторов на атомно-молекулярном уровне и основ их приготовления до моделирования новых систем и решений задач защиты окружающей среды.
География в этом году включает Барнаул, Красноярск, Новосибирск, наукоград Кольцово, Москву, Санкт-Петербург, Омск, Тверь, Томск, Тулу, Уфу. На школе выступит гость из Мексики — профессор Национального политехнического института Хорхе Анчейта, который давно сотрудничает с учеными Института катализа.
От Борескова к кадрам для «СКИФ»
Директор ФИЦ «ИК СО РАН», академик РАН Валерий Бухтияров отметил, что базу для каталитического дизайна заложил еще директор-организатор института Георгий Боресков:
«Когда создавался институт, Георгий Константинович Боресков отстаивал идею, что катализ — это в первую очередь прикладная наука, и время показало, что он был абсолютно прав. Изучение именно актов каталитического взаимодействия на молекулярном уровне позволило открыть структуру активных центров сначала в гомогенных, а затем в гетерогенных катализаторах. Создание катализаторов происходит гораздо более эффективно, если мы много знаем о процессе на атомно-молекулярном уровне».
По мнению руководителя Отдела физико-химических исследований на атомно-молекулярном уровне ИК СО РАН, члена-корреспондента РАН Олега Мартьянова, в основу конференции заложены идеи, которые были формулированы при создании Института катализа – это комплексный подход к изучению проблем катализа.
«Нужно использовать не один, пусть даже уникальный физический метод, а комплекс методов, которые бы дополняли друг друга на разных пространственных и временных масштабах. Боресков большое внимание уделял исследованию механизма каталитических реакций и уже в 1960-х годах, следуя идее о взаимном влиянии катализатора и реакционной среды, реализовал экспериментальные исследования в режиме «in situ», т.е. исследования непосредственно в ходе проведения каталитического процесса. Кстати, одна из первых лабораторий института как раз называлась "Лаборатория физических методов исследования", — рассказал он.
Ученый секретарь ИК СО РАН, к.х.н. Юрий Дубинин подчеркнул, что событие имеет большое значение для молодых специалистов:
«Конференция изначально была нацелена на молодежь, и, в принципе, все доклады на ней делают молодые ученые. Для них это в первую очередь возможность рассказать о своей работе в комфортной среде и узнать об исследованиях коллег. На мероприятии выступают эксперты, которые подают информацию интересно и понятно. А еще участие в школе помогает расширить кругозор»
По словам главного научного сотрудника Центра коллективного пользования «СКИФ» д.ф.-м.н. Яна Зубавичуса, конференция актуальна в плане подготовки кадров для центра, который начнет свою работу в скором времени.
«Эта конференция — хорошая традиция ИК СО РАН. Популяризация каталитической науки среди молодежи, особенно в контексте скорого ввода в эксплуатацию «СКИФ», и подготовка кадров — одно из магистральных направлений. Нужно информировать, искать новых пользователей, придумывать яркие интересные задачи. Счет будущих пользователей для ЦКП идет на тысячу, а в области катализа понадобится несколько сотен специалистов».
Мероприятие организовано при поддержке Сибирского отделения РАН и Новосибирского отделения Российского химического общества.

ФИЦ «ИК СО РАН» в рамках международного форума технологического развития «Технопром-2025» подписал соглашение о сотрудничестве с компанией «Метафракс Кемикалс» — одним из крупнейших в России предприятий по производству метанола и продуктов его переработки. Институт и компания планируют совместно развивать прикладные научные исследования и коммерциализировать результаты.
АО «Метафракс Кемикалс» — одно из крупнейших химических предприятий России, производит широкий спектр химической продукции: метанол, формалин, синтетические смолы, аммиак, карбамид и др.
Институт катализа СО РАН и АО «Метафракс Кемикалс» договорились о сотрудничестве с целью реализации совместных проектов в области газохимии и каталитических технологий. В рамках партнерства предполагается вести работы по отработке инновационных технологий производства химической продукции, создавать ее опытные образцы и внедрять результаты в производство. При этом, сотрудничество не будет сводиться к уже ставшему привычным импортозамещению, важным направлением сотрудничества видится разработка новых технологий, эффективных не только на лабораторном уровне, но и при масштабировании до промышленных масштабов.
Сейчас партнеры уже сотрудничают по созданию крупнотоннажного производства муравьиной кислоты по инновационной технологии, разработанной в Институте катализа СО РАН.
Директор Института катализа СО РАН, академик РАН Валерий Бухтияров отметил, что компания и исследователи имеют схожие взгляды на то, как должны внедряться технологии. 
«В настоящий момент сформулированы национальные проекты технологического лидерства. Речь идет о том, чтобы развивать участие организаций, которые могут проводить соответствующие исследования на атомно-молекулярном уровне и которые действительно понимают в работе катализаторов. Особенность взаимодействия науки и бизнеса в том, что часто барьером для разработки является разговор на разных языках. Опыт сотрудничества с «Метафракс Кемикалс» показывает, что переводчики нам не нужны», — отметил он.
По словам директора по стратегии «Метафракс Кемикалс» Ивана Феоктистова, развивать каталитические исследования необходимо, так как они первичны и влияют на итоговую экономику продукта: 
«Сейчас мы рассматриваем ряд новых продуктов, соответствующих нашей стратегии, поэтому прекрасно понимаем, насколько важна поддержка компетентного партнера в рамках всех аспектов подбора катализаторов. Нам приятно отметить, что Институт катализа не только сохранил наследие советской школы, но и активно развивает новые направления фундаментальных и прикладных исследований каталитических процессов».
Руководитель Инжинирингового центра ИК СО РАН, д.х.н. Вадим Яковлев рассказал, что в планах с «Метафракс Кемикалс» — создать технологию получения муравьиной кислоты из формалина. 
«Это коммерчески привлекательная, но технически сложная задача. Мы тестируем новые катализаторы и занимаемся модернизацией пилотной установки по окислению формалина в муравьиную кислоту, чтобы провести испытания и к концу года выдать результаты для технико-экономического обоснования дальнейших шагов», — пояснил он.

Институт катализа СО РАН совместно с компанией СИБУР провели в Казани седьмой мемориальный семинар «Гомогенные и закрепленные металлокомплексы в качестве катализаторов для процессов полимеризации, нефтехимии и тонкого органического синтеза», приуроченный к 90-летию со дня рождения профессора Юрия Ивановича Ермакова.
Мемориальный семинар в честь профессора Ю.И. Ермакова регулярно проводится каждые пять лет, в юбилейные для профессора годы (1935–1986). В этом году в рамках семинара участники представляли и обсуждали работы по разработке и исследованию каталитических систем для процессов полимеризации олефинов и диенов, нефтехимии и тонкого органического синтеза, нефтепереработки.
О профессоре Ермакове
Российскому и международному научному сообществу Ю.И. Ермаков известен как один из инициаторов становления современного направления в науке о катализе, связанного с использованием комплексов переходных металлов, закрепленных на поверхностях различных металлов, в качестве катализаторов для процессов полимеризации и процессов органического синтеза. Ученый и его сотрудники впервые разработали и исследовали большое число катализаторов для этих процессов. 
Юрий Иванович Ермаков был приглашен в Институт катализа СО РАН его организатором и директором Георгием Константиновичем Боресковым в 1961 году для проведения разработок и исследований окисно-хромовых катализаторов полимеризации этилена. В 1963 году он был назначен заведующим организованной им лаборатории каталитической полимеризации. Полученные результаты исследований позволили Юрию Ивановичу сформулировать общий подход к возможности получения катализаторов путем закрепления различных комплексов переходных металлов на носителях в качестве новых высокоэффективных каталитических систем. 
Ю.И. Ермаков создал научную школу, в рамках которой его ученики продолжают разрабатывать новые нанесенные катализаторы для важных процессов химической отрасли и исследовать их на атомно-молекулярном уровне.
Металлокомплексный катализ для химической промышленности
Тематика проведения семинара тесно связана с задачами его генерального спонсора – компании СИБУР, которая строит в Казани центр научных разработок и масштабирования технологий. Центр откроется в 2026 году и станет ведущим научным институтом компании. Возможности центра позволят создать платформу для совместных разработок разных типов катализаторов и их дальнейшего масштабирования. Основные типы катализаторов полимеризации будут производиться на катализаторной фабрике, которая также строится в Казани.
«По направлению производства полиолефинов СИБУР входит в топ-10 крупнейших мировых компаний. А выпуск полиэтилена и полипропилена невозможен, в частности, без металлокомплексного катализа, он играет ключевую роль в этом процессе», — говорит директор по полиолефинам научно-исследовательского центра «СИБУР Инновации» Николай Колосов.
Колосов отмечает, что новый центр откроет дополнительные возможности для взаимодействия фундаментальной науки и промышленности: 
«Наша основная задача — настроить экосистему таким образом, чтобы внутри этого RnD-центра (центра компетенций — прим.) фундаментальные разработки превращались в прикладные. Далее мы смогли бы тиражировать их, использовать в производствах, строить новые технологические цепочки и совершенствовать существующие».
Роль исследований Юрия Ивановича Ермакова для каталитической науки
Главный научный сотрудник Отдела технологии каталитических процессов ИК СО РАН, д.х.н. Владимир Александрович Захаров рассказывает о важности исследований Ю.И. Ермакова для катализа. 
«Юрий Иванович предложил и реализовал у нас в институте новый подход к приготовлению катализаторов. Закрепление комплексов переходных металлов начиналось с металлорганических соединений, нанесенных на поверхность носителя. Это был фактически новый тип каталитических систем для полимеризации этилена. В дальнейшем этот подход был использован для получения новых нанесенных каталитических систем для многих других каталитических реакций», — говорит он. 
Ученый добавляет, что созданное профессором Ермаковым новое направление развивается и расширяется: 
«К примеру, были разработаны новые катализаторы циглеровского типа, очень эффективные нанесенные металлоценовые катализаторы, и все это вписывается в концепцию, предложенную Юрием Ивановичем».
По словам главного научного сотрудника Отдела физико-химических исследований на атомно-молекулярном уровне, д.х.н. Владимира Александровича Лихолобова, Ю.И. Ермаков впервые сформулировал представления об активном компоненте окиснохромового катализатора как о поверхностном соединении хрома, ковалентно связанном с силикагелем-носителем, а также о путях превращения этого компонента под воздействием реакционной среды в активные центры. Новый подход к приготовлению катализатора был основан на целенаправленном синтезе поверхностных металлоорганических соединений за счет взаимодействия органических соединений переходных металлов с функциональными группами носителя.
«Юрий Иванович Ермаков показал, что закрепление на поверхности носителей комплексных соединений металлов приводит к появлению новых свойств этих систем — причинами являются агломерация нанесенных комплексов в ассоциаты или формирование сублигандных нанокластеров. Эти результаты заложили базу для создания и развития нового научного направления в катализе, связанного с целенаправленным конструированием активных центров путем закрепления металлокомплексов и проведения их последующих целенаправленных трансформаций – получением "точных" активных центров», — поясняет ученый. 
Под руководством Ю.И. Ермакова в Институте катализа были начаты работы по практическому применению катализаторов с «точными» активными центрами в процессах полимеризации олефинов, тонком органическом синтезе для получения ряда новых ценных органических полупродуктов для синтеза лекарств, химических средств защиты растений, красителей и др.
Каким человеком был Юрий Иванович Ермаков
Юрий Иванович был разносторонним человеком, обладал хорошим чувством юмора и был демократичен в работе. Институт катализа СО РАН в 2021 году издал сборник «Воспоминания о Юрии Ивановиче Ермакове». И вот некоторые из них:
- профессора интересовали многие вещи: японская кухня, морские раковины, соборы Парижа, музыка Баха и Вивальди;
- с сотрудниками своего отдела он путешествовал по Крыму и Алтаю, Средней Азии и Кавказу;
- он был увлеченным грибником, и однажды в рабочий день в шутку отправил своих коллег за грибами.
Владимир Александрович Лихолобов вспоминает, что Юрий Иванович был внимательным к решению проблемных, особенно бытовых, вопросов, которые негативно сказывались на деятельности сотрудников. А еще отсутствовало командное руководство — рассмотрение идей коллег было на первом месте.

Специалисты ФИЦ «Институт катализа СО РАН» в сотрудничестве с коллегами из университетов Китая при поддержке Российского научного фонда разрабатывают комбинированную технологию эффективного охлаждения солнечных панелей, извлечения воды из атмосферы и получения водорода на основе использования композиционных адсорбентов.
Выработка электроэнергии с помощью фотоэлектрических элементов ежегодно растет, особенно в последние годы. В 2024 году этот показатель в мире достиг 2000 ТВт·ч (7% от всей произведенной энергии), а общая мощность солнечных панелей в первой половине 2025 года увеличилась более чем на 60 %.
Серьезная проблема при эксплуатации фотоэлектрических панелей — их перегрев в процессе преобразования солнечной энергии, из-за которого они вырабатывают меньше электроэнергии и могут выходить из строя. Для охлаждения элементов используют циркуляцию воздуха, воды, специальные гели, термоэлектрические системы. Ученые ФИЦ «Институт катализа СО РАН» предложили систему, которая не просто отводит тепло от панелей, но и позволит производить воду, что особенно актуально в засушливых регионах, а также водород, который можно использовать в качестве экологически чистого топлива.
Разработка представляет собой адсорбент на основе неорганической соли, помещенной в поры матрицы, в качестве которой, к примеру, могут выступать ткани из активированного углеродного волокна, гидрогели, металл-органические каркасные полимеры. Адсорбент, нанесенный на обратную сторону солнечной панели, ночью поглощает влагу из атмосферы. Днем он нагревается от солнечной панели, влага испаряется, тем самым охлаждая панель. Затем пар конденсируется, образуя воду, которую можно использовать в бытовых целях или как источник водорода.
«Адсорбционно-десорбционное охлаждение фотоэлектрических панелей позволяет не только эффективно отводить от них тепло, но и рационально использовать электро- и тепловую энергию: вода поглощается из воздуха ночью, затем испаряется, охлаждая панели, и конденсируется — и из нее можно получать водород. Проект выполняется совместно с китайскими коллегами из Шанхайского университета Цзяотун и Городского университета Ханчжоу. Наша часть — разработка материала для адсорбции воды из атмосферы и отведения тепла от фотоэлектрических элементов, а их — конструирование устройства и последующее выделение водорода с помощью электролиза собранной воды», — рассказывает один из авторов исследования, аспирантка первого года обучения, младший научный сотрудник Отдела нетрадиционных каталитических процессов и Центра компетенций Национальной технологической инициативы «Водород как основа низкоуглеродной экономики» Анастасия Черпакова.
Композитный адсорбент получают с помощью обработки пористой углеродной ткани солью, например, нитратом лития, и сушки при температуре 160 °C. Особенность разработанного в ИК СО РАН материала — в узком температурном диапазоне 25–50 °C, в котором он поглощает воду и затем выделяет ее. Это обеспечивает наиболее эффективное охлаждение фотоэлектрических панелей, извлечение воды днем и регенерацию адсорбента ночью.
Ученые планируют разработку адсорбентов, которые обеспечат эффективную работу устройства в регионах с различными климатическими условиями — от жарких и засушливых до прохладных и влажных.

Специалисты ФИЦ «Институт катализа СО РАН» при поддержке Российского научного фонда разрабатывают каталитические системы для превращения отработанных пищевых масел в экологически чистые компоненты для авиационных топлив. Эти добавки позволяют значительно снизить углеродный след авиации.
Ежегодно в результате сгорания авиационного топлива в атмосферу попадают миллионы тонн вредных для окружающей среды соединений — в 2024 году этот показатель для углекислого газа превысил 940 млн тонн. В связи с повесткой нулевых выбросов развивается производство экологичного авиационного топлива из возобновляемого сырья (прим.: SAF — Sustainable Aviation Fuel). Выбросы парниковых газов от сгорания SAF сопоставимы с выбросами от авиакеросина, но вклад при сгорании топлив растительного происхождения принято считать близким к нулю, а загрязнение при производстве SAF значительно меньше, чем при производстве авиатоплива на основе ископаемого сырья. За счет этого углеродный след при использовании SAF сокращается почти на 80 %. Ежегодный объем промышленного синтеза SAF приближается к 2 млн тонн, но крупные компании планируют к 2050 году увеличить выпуск до 500 млн тонн.
Экологичное авиатопливо производят из разного сырья — биомассы, животных жиров, целлюлозы, отработанных пищевых масел. Последний вид дешевле нефтяного сырья, рынок его составляет порядка $7 млрд. В ходе производства топлива по технологии HEFA (прим.: Hydroprocessed Esters аnd Fatty Acids) масла очищают от кислорода с помощью водорода, в результате чего образуется смесь углеводородов, которую затем подвергают крекингу и изомеризации. Из очищенного и подготовленного сырья можно получать биокомпоненты для авиационного топлива, дизеля и бензина.
Есть два подхода с применением процесса HEFA. Первый подразумевает получение жидких моторных топлив в две ступени: гидродеоксигенация для удаления кислорода с получением нормальных алканов и гидроизомеризация для улучшения эксплуатационных свойств углеводородов. Во втором, одноступенчатом, процессе гидродеоксигенация/гидроизомеризация и частично гидрокрекинг могут проходить одновременно с использованием одного катализатора, что эффективнее с точки зрения затрат. Ученые ФИЦ «Институт катализа СО РАН» исследуют катализаторы для второго типа реакций.
«Мы хотим выяснить, как сделать катализаторы переработки пищевых масел более эффективными, качественными и надежными. Мы сосредоточимся на исследовании подходов к приготовлению формованных носителей на основе цеолитов, а также нанесению активного компонента на них, чтобы выяснить, как стадии приготовления влияют на свойства катализаторов. Эти системы должны эффективно удалять кислород, а также участвовать в ряде сложных реакций, которые позволяют использовать компоненты переработки в составе авиационных топлив», — рассказывает руководитель проекта РНФ, заведующий Лабораторией катализаторов и материалов малотоннажных химических процессов ИК СО РАН, к.х.н. Роман Кукушкин.
пециалисты займутся изучением катализаторов на основе никеля и молибдена, нанесенных на цеолитсодержащий материал. Использование таких бифункциональных катализаторов несульфидной природы дает возможность получать изомеризованные алканы, в результате одноступенчатой гидрообработки растительных липидов.

ФИЦ «Институт катализа СО РАН» и Университет электронных наук и технологий Китая при поддержке Российского научного фонда работают над технологией энергоэффективного получения водорода из биомассы. Ученые будут исследовать и создавать каталитические системы для выделения этого газа из продукта разложения крахмала и глюкозы — муравьиной кислоты.
Технологии хранения и синтеза водорода активно развиваются в связи с текущей экологической повесткой. На сегодняшний день Россия производит порядка 7 % водорода на мировом рынке, а к 2030 году планируется повысить этот показатель до 20 %. Муравьиную кислоту рассматривают как перспективный и эффективный носитель водорода благодаря ее доступности, стабильности и низкой токсичности. 
Ученые Института катализа СО РАН и Университета электронных наук и технологий Китая решают блок задач по разработке каталитических систем для двухстадийного процесса синтеза водорода: сначала производства муравьиной кислоты из биомассы — крахмала и глюкозы, а затем получения из нее водорода. Температура существующих процессов синтеза водорода из природного газа или угля с водяным паром превышает 700 °C. Двухстадийное получение водорода из биомассы позволит снизить температуру до 150 °C. Работы ведутся в рамках гранта РНФ (№ 25-43-02194), который курирует научный руководитель ФИЦ «Институт катализа СО РАН» академик РАН Валентин Пармон.
«Мы хотим фундаментально развить тему использования катализаторов, в которых активными центрами выступают отдельные атомы. Специалисты нашего института умеют делать азотсодержащие носители, в том числе на базе углерода, которые позволяют стабилизировать эти центры. Особенности проекта следующие — разработка моноатомных и двойных моноатомных катализаторов для обеих стадий конверсии биомассы, изучение образования водорода из муравьиной кислоты с использованием гетерогенных катализаторов в жидкой и в газовой фазе, а также соединений из растворов, полученных в результате гидролиза и окисления биомассы. Кроме того, в проект заложены квантово-химические расчеты механизмов взаимодействия каталитических систем с муравьиной кислотой», — говорит ведущий научный сотрудник Отдела нетрадиционных каталитических процессов ИК СО РАН к.х.н. Николай Громов.
Носители для моноатомных катализаторов будут исследовать старший научный сотрудник Отдела нетрадиционных каталитических процессов ИК СО РАН к.х.н. Дмитрий Булушев и ведущий научный сотрудник Отдела гетерогенного катализа и Центра НТИ «Водород как основа низкоуглеродной экономики» на базе ИК СО РАН д.х.н. Ольга Подъячева. Они займутся подбором оптимальных условий синтеза катализаторов, жидкофазным разложением муравьиной кислоты, испытаниями в газовой фазе, а также установлением механизмов реакций.
«Катализаторы с атомарными центрами, стабилизированными азотными центрами носителя, часто показывают активность выше, чем системы с наночастицами. Также важен вопрос селективности, потому что нам не нужны побочные продукты в виде CO и воды. Оказалось, что на моноатомных катализаторах селективность достигает 99 %, и водород в итоге фактически не содержит примесей монооксида углерода», — рассказывает Дмитрий Булушев.
Как отмечает профессор Университета электронных наук и технологий Китая Куанжун Сянг, международное сотрудничество помогает быстрее развивать водородные технологии: 
«В проекте мы будем отвечать за разработку и оценку эффективности фотокаталитического получения водорода с использованием одноатомных и биметаллических каталитических материалов на основе переходных металлов. Международное сотрудничество ускоряет развитие водородных технологий, так как коллективы делятся взаимодополняющими знаниями, совместно используют ресурсы, вместе работают над преобразованием солнечной энергии в чистую химическую энергию».