```json
{
    "title": "Химики уточнили механизм катализа для производства синтез-газа",
    "url": "https://gradnauki.ru/sci/137353",
    "datePublished": "2026-09-09",
    "dateModified": "2026-09-10",
    "language": "ru-RU",
    "description": "Международная группа ученых установила, что ключевую промышленную реакцию получения синтез-газа ускоряет не металлический никель, как считалось ранее, а особая атомная структура, которая динамически формируется на поверхности его оксида. Это открытие…",
    "author": "Зарина Калиева",
    "publisher": "Град науки"
}
```

# Химики уточнили механизм катализа для производства синтез-газа

Международная группа ученых установила, что ключевую промышленную реакцию получения синтез-газа ускоряет не металлический никель, как считалось ранее, а особая атомная структура, которая динамически формируется на поверхности его оксида. Это открытие меняет устоявшиеся представления о механизме катализа и позволяет создавать более экономичные материалы. Статья об этом вышла в журнале Nature Catalysis.

Частичное окисление метана – основной способ производства синтез-газа, который служит сырьем для множества видов топлива и химических веществ. Долгое время предполагалось, что катализатором в этом процессе выступают наночастицы металлического никеля. Однако оставалось неясным, является ли он истинным катализатором или просто побочным продуктом, который образуется при высоких температурах. Отследить реальные изменения вещества мешали сложные условия реакции.

Исследователи из Даляньского института химической физии, Сианьского транспортного университета (Китай) и Кардиффского университета (Великобритания) создали катализатор, в котором никеля было очень мало – 0,8% по массе. Несмотря на это, он оказался высокоэффективным: конверсия метана достигала 92%, а селективность по целевым продуктам – оксиду углерода и водороду – составляла 87%. По производительности он не уступал стандартному катализатору, содержащему вдесятеро больше никеля.

Что особенно важно, после реакции в составе низкоконцентрированного катализатора почти не обнаружили металлического никеля. При этом и чистый оксид никеля каталитической активности не проявлял. Наблюдая за процессом в реальном времени, ученые зафиксировали, как на поверхности оксида никеля (NiO) самопроизвольно образуется новая структурная единица – [Ni1O4Ni4].

Теоретические расчеты подтвердили, что эта структура значительно облегчает разрыв химических связей в молекуле метана – ключевой этап реакции. Расчетный барьер активации для этого процесса составил всего 12,5 ккал/моль, что существенно ниже, чем для поверхности металлического никеля (15,7 ккал/моль) и тем более для обычного оксида никеля (38,5 ккал/моль). Эти данные доказывают, что каталитическую активность проявляет именно реконструированная структура.

По словам авторов, их работа подчеркивает, как важно изучать катализаторы непосредственно в рабочих условиях. Динамическая перестройка поверхности позволяет добиваться высокой производительности от материалов с низким содержанием металла, что открывает путь к разработке более эффективных и дешевых промышленных катализаторов.