Учёные создали самовосстанавливающийся катализатор для производства водорода

Сравнение активности традиционного катализатора и нового катализатора. Автор: KIER

Исследователи усовершенствовали катализатор, используемый в реакциях сухого риформинга, которые позволяют получать энергию из парниковых газов. Новый самовосстанавливающийся катализатор обладает высокой долговечностью и значительно сокращает использование металлов по сравнению с традиционными аналогами, что повышает экономическую эффективность.

Работа опубликована в журнале ACS Catalysis. В команду вошли доктор Хийон Ким и доктор Юнсок Чой из Лаборатории высокотемпературного электролиза Корейского института энергетических исследований, а также профессор Вучуль Чжон из Сеульского национального университета.

Сухой риформинг — это технология, которая позволяет синтезировать водород (H₂) и монооксид углерода (CO) из метана (CH₄) и углекислого газа (CO₂) при высоких температурах. Это не только сокращает выбросы парниковых газов, но и производит водород — ключевой источник энергии.

Обычно в таких реакциях используют никелевые (Ni) катализаторы, но на их поверхности со временем накапливается углерод, что снижает эффективность. Новый катализатор на основе перовскитных оксидов решает эту проблему: металл мигрирует к поверхности, образуя активные центры, и при этом подавляет отложение углерода.

Сравнение долговечности традиционного катализатора и нового катализатора. Автор: KIER

Учёные оптимизировали прочность межатомных связей, что позволило создать катализатор, работающий стабильно даже при высоких температурах. Для производства того же количества синтез-газа требуется всего около 3% никеля по сравнению с традиционными катализаторами.

Новый катализатор сохранял высокую эффективность в течение 500 часов работы при 800 °C без признаков накопления углерода, демонстрируя выдающуюся долговечность.

«Технология самовосстанавливающихся катализаторов — это прорыв, который не только решает проблему деактивации катализаторов, но и значительно снижает затраты», — заявил доктор Ким.

Доктор Чой добавил, что разработка применима не только к сухому риформингу, но и к другим процессам преобразования энергии.

Подробнее: Sojung Kim et al, Designing Highly Active and Stable Ni-Exsolved LaMnO₃ Perovskite Catalysts for Dry Reforming of Methane via Ca Substitution, ACS Catalysis (2025). DOI: 10.1021/acscatal.5c00570

Источник: National Research Council of Science and Technology