Институт катализа имени Г. К. Борескова СО РАН

Институт катализа имени Г. К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук (сокращённо ИК СО РАН) — крупнейший в России научно-исследовательский институт, специализирующийся на фундаментальных и прикладных исследованиях в области катализа. Институт расположен в Новосибирске (Академгородок) и входит в состав Сибирского отделения РАН. Является одним из ведущих мировых центров по разработке катализаторов, каталитических процессов и технологий для нефтепереработки, нефтехимии, органического синтеза, экологии и энергетики. Полное официальное наименование — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт катализа имени Г. К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук».

История

Институт был основан в 1958 году в Новосибирском научном центре (Академгородке) по инициативе академика Георгия Константиновича Борескова, который стал его первым директором и бессменным руководителем на протяжении более 30 лет. Первоначально институт назывался Институт катализа Сибирского отделения АН СССР. Создание специализированного института катализа было связано с необходимостью развития теоретических основ катализа и внедрения каталитических технологий в промышленность СССР, особенно в связи с освоением западносибирских нефтегазовых месторождений.

В 1970–1980-е годы институт стал головной организацией в СССР по проблемам катализа. В 1991 году, после смерти Г. К. Борескова, институту было присвоено его имя. В 1997 году институт получил статус Государственного научного центра Российской Федерации (ГНЦ РФ), который сохраняет до настоящего времени. С 2013 года, в ходе реформы РАН, институт перешёл под научно-методическое руководство Отделения химии и наук о материалах РАН, оставаясь в структуре ФАНО (ныне — Минобрнауки).

За свою историю институт подготовил несколько поколений учёных-каталитиков, многие из которых стали академиками и членами-корреспондентами РАН. Среди директоров института, помимо Г. К. Борескова, были академики К. И. Замараев (1987–1996), В. Н. Пармон (1997–2018), с 2018 года институт возглавляет академик В. И. Бухтияров.

Структура и направления деятельности

Институт катализа имеет сложную многопрофильную структуру, включающую научные лаборатории, отделы, центры коллективного пользования и опытное производство. Основные научные направления:

Фундаментальные исследования

• Теория катализа: квантово-химическое моделирование, изучение механизмов каталитических реакций, разработка новых принципов дизайна катализаторов.
• Физико-химия поверхности: исследование структуры и свойств активных центров катализаторов методами спектроскопии (ЯМР, ЭПР, ИК-Фурье, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия), электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа.
• Кинетика и термодинамика: изучение закономерностей протекания каталитических процессов, разработка математических моделей.

Прикладные разработки

• Катализаторы для нефтепереработки и нефтехимии: крекинг, риформинг, гидроочистка, изомеризация, алкилирование. Институт разработал и внедрил десятки типов промышленных катализаторов, используемых на НПЗ России и стран СНГ.
• Каталитический органический синтез: производство мономеров (этилен, пропилен, бутадиен), кислородсодержащих соединений (спирты, альдегиды, кислоты), полимеров.
• Экологический катализ: нейтрализация выхлопных газов автомобилей (трёхмаршрутные катализаторы), очистка промышленных выбросов от оксидов азота, серы, летучих органических соединений, переработка отходов.
• Энергетика: каталитические процессы для водородной энергетики (паровая конверсия метана, автотермический риформинг), топливные элементы, фотокатализ для получения водорода из воды.
• Каталитическая переработка возобновляемого сырья: биомасса, растительные масла, лигнин — получение биотоплива и ценных химических продуктов.

Экспериментальная база

Институт располагает уникальным парком научного оборудования, включая:

• Синхротронную станцию «СИБИРЬ» (на базе Института ядерной физики СО РАН) — для исследований in situ в условиях, близких к реальным каталитическим процессам.
• Центр коллективного пользования «Катализ» — комплекс современных спектрометров, микроскопов, хроматографов, рентгеновских дифрактометров.
• Опытный завод — пилотные установки для масштабирования лабораторных разработок до опытно-промышленных образцов.

Научные школы и кадры

Институт катализа является признанным лидером в области катализа в России. Здесь сформировались и активно развиваются несколько научных школ:

• Школа Г. К. Борескова — основоположник советской научной школы катализа, автор фундаментальных работ по теории каталитического действия, кинетике и промышленному катализу.
• Школа К. И. Замараева — развитие методов физико-химической диагностики катализаторов, ЯМР-спектроскопии, изучение активных центров.
• Школа В. Н. Пармона — работы в области фотокатализа, каталитической энергетики, переработки биомассы.
• Школа В. И. Бухтиярова — современные направления: нанокатализ, каталитические мембраны, селективное окисление углеводородов.

В институте работают более 800 сотрудников, из них свыше 200 кандидатов и докторов наук. Ежегодно защищается около 20–30 диссертаций. Институт имеет аспирантуру и докторантуру, а также базовую кафедру катализа на химическом факультете Новосибирского государственного университета (НГУ).

Международное сотрудничество

ИК СО РАН активно сотрудничает с зарубежными научными центрами и промышленными компаниями. Среди партнёров — институты и университеты Германии (Институт катализа имени Фрица Габера Общества Макса Планка, Технический университет Мюнхена), Франции (Институт исследований катализа и окружающей среды, Лион), США (Национальная лаборатория Лос-Аламоса, Университет Калифорнии в Беркли), Китая (Институт химической физики, Далянь), Японии (Токийский университет, Институт физико-химических исследований RIKEN).

Институт является участником международных программ и проектов, в том числе в рамках рамочных программ ЕС по науке и инновациям (Horizon 2020, Horizon Europe), а также двусторонних соглашений с научными организациями стран СНГ, БРИКС и ШОС.

Известные достижения и разработки

• Разработка и внедрение катализаторов для процесса «Каталитический крекинг» на нефтеперерабатывающих заводах России (в том числе для Омского НПЗ, Московского НПЗ, Нижегородского НПЗ).
• Создание катализаторов для очистки выхлопных газов автомобилей, соответствующих стандартам «Евро-4» и «Евро-5» (совместно с ООО «Экокат»).
• Разработка технологии получения биодизеля из растительных масел с использованием твёрдых гетерогенных катализаторов.
• Создание фотокаталитических систем для разложения воды с получением водорода под действием солнечного света.
• Разработка катализаторов для синтеза метанола из синтез-газа, используемых на крупнотоннажных производствах (в том числе на заводе «Метафракс» в Пермском крае).
• Создание катализаторов для процесса «Селективное каталитическое восстановление (SCR)» оксидов азота в дымовых газах тепловых электростанций.

Публикации и признание

Институт катализа является одним из самых продуктивных научных учреждений России по числу публикаций в рецензируемых международных журналах (входит в топ-10 российских научных организаций по индексу цитирования). Ежегодно сотрудники института публикуют более 300–400 статей в журналах, индексируемых в Web of Science и Scopus. Институт издаёт собственный научный журнал «Кинетика и катализ» (переводная версия — «Kinetics and Catalysis»), входящий в перечень ВАК и международные базы данных.

За научные достижения сотрудники института удостоены многочисленных государственных и академических премий, в том числе:

• Государственная премия СССР (1984, 1989) — за работы в области каталитического окисления и гидрирования.
• Государственная премия РФ (2002, 2011) — за разработку катализаторов для нефтепереработки и экологии.
• Премия Правительства РФ в области науки и техники (2008, 2015).
• Золотая медаль имени Д. И. Менделеева РАН (2018) — за цикл работ по фундаментальным основам катализа.

Критика и вызовы

Как и многие научные учреждения в постсоветский период, Институт катализа сталкивался с проблемами финансирования, старения оборудования и оттока молодых кадров. В 1990-е годы институт был вынужден сократить часть сотрудников и переориентировать часть исследований на коммерческие заказы. В 2010-е годы, благодаря государственным программам (в том числе в рамках национального проекта «Наука»), удалось обновить приборную базу и увеличить финансирование фундаментальных исследований. Однако сохраняется зависимость от конъюнктуры рынка катализаторов, где доминируют зарубежные компании (BASF, Clariant, Johnson Matthey). Критики отмечают, что институт недостаточно активно внедряет собственные разработки в промышленность, а многие катализаторы российского производства уступают импортным аналогам по качеству и сроку службы.

Источники

• Официальный сайт Института катализа имени Г. К. Борескова СО РАН (catalysis.ru)
• Устав ФГБУН «Институт катализа имени Г. К. Борескова СО РАН» (2018)
• Г. К. Боресков. Катализ: Вопросы теории и практики. — Новосибирск: Наука, 1987.
• К. И. Замараев, В. Н. Пармон. Катализ: от фундаментальных исследований к промышленным технологиям. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000.
• В. И. Бухтияров, А. С. Хасин. Современные проблемы катализа. — Новосибирск: НГУ, 2015.
• Государственный доклад «О состоянии и развитии науки в Российской Федерации» (2020, 2022)
• База данных Web of Science — публикации сотрудников ИК СО РАН (2010–2023)
• Интервью директора ИК СО РАН академика В. И. Бухтиярова журналу «Наука в Сибири» (2022, № 12)