Институт катализа СО РАН

Институт катализа имени Г. К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук (сокращённо — ИК СО РАН) — крупнейшее в России научно-исследовательское учреждение, специализирующееся на фундаментальных и прикладных исследованиях в области катализа. Расположен в Новосибирске, входит в состав Сибирского отделения РАН. Институт является одним из ведущих мировых центров каталитической науки, известным разработками в области гетерогенного и гомогенного катализа, а также технологий переработки углеводородов и охраны окружающей среды.

История

Институт катализа был основан в 1958 году по инициативе академика Георгия Константиновича Борескова, который стал его первым директором. Создание института было связано с необходимостью развития научной базы для химической промышленности СССР, в частности для процессов переработки нефти и газа, а также синтеза новых материалов. В 1966 году институту было присвоено имя основателя.

В 1970–1980-е годы институт стал одним из центров советской каталитической школы. Здесь были разработаны теоретические основы подбора катализаторов, созданы методы математического моделирования каталитических процессов. В 1990-е годы, несмотря на экономические трудности, институт сохранил научный потенциал и продолжил международное сотрудничество.

В 2000-е годы ИК СО РАН активно участвовал в реализации национальных проектов, включая программу «Наука» и создание Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (СКИФ). В 2023 году институт отметил 65-летие, оставаясь одним из крупнейших научных учреждений России.

Структура и руководство

Институт состоит из нескольких научных отделов и лабораторий, объединённых по тематическим направлениям. Основные подразделения:

• Отдел гетерогенного катализа
• Отдел гомогенного катализа
• Отдел каталитических процессов и технологий
• Лаборатория физико-химических методов исследования
• Центр коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (СКИФ)

Директором института с 2017 года является академик РАН Валентин Николаевич Пармон (род. 1948), известный специалист в области катализа и химической кинетики. Научное руководство осуществляет президиум РАН.

Основные направления исследований

Фундаментальные исследования

Институт проводит фундаментальные работы в области:

• Теории катализа — разработка квантово-химических моделей каталитических реакций, изучение механизмов активации молекул на поверхности катализаторов.
• Кинетики и термодинамики — исследование скоростей химических реакций и равновесных состояний в присутствии катализаторов.
• Синтеза катализаторов — создание новых материалов с заданными свойствами, включая наноструктурированные катализаторы, цеолиты, металлоорганические каркасы.

Прикладные разработки

Прикладные исследования направлены на решение практических задач промышленности:

• Нефтепереработка и нефтехимия — разработка катализаторов для крекинга, риформинга, гидроочистки, изомеризации.
• Экология — создание каталитических систем для очистки выхлопных газов, обезвреживания промышленных выбросов, утилизации отходов.
• Энергетика — разработка катализаторов для водородной энергетики, топливных элементов, процессов газификации угля и биомассы.
• Химическая технология — оптимизация промышленных процессов, включая синтез аммиака, метанола, формальдегида, полимеров.

Крупные проекты и достижения

Создание научной школы

Институт катализа является центром научной школы академика Г. К. Борескова, которая воспитала несколько поколений учёных-каталитиков. Среди выпускников института — академики РАН, доктора наук, лауреаты государственных премий.

Разработка катализаторов для промышленности

В 1970-е годы институт разработал катализаторы для процесса «Оксихлорирование этилена» — ключевой стадии производства винилхлорида, используемого для получения ПВХ. Эти катализаторы внедрены на ряде химических заводов СССР.

В 1990-е годы созданы катализаторы для гидроочистки дизельного топлива, позволившие снизить содержание серы до европейских стандартов.

Участие в проекте СКИФ

Институт является одним из ключевых участников проекта «Сибирский кольцевой источник фотонов» (СКИФ) — строящегося в Новосибирске источника синхротронного излучения четвёртого поколения. В рамках проекта ИК СО РАН разрабатывает каталитические методы для синтеза новых материалов, которые будут исследоваться на СКИФ.

Международное сотрудничество

Институт поддерживает научные связи с ведущими мировыми центрами катализа, включая:

• Институт катализа имени Макса Планка (Германия)
• Национальный институт материаловедения (Япония)
• Университеты США, Китая, Франции

Совместные проекты включают исследования в области нанокатализа, фотокатализа, катализа для возобновляемой энергетики.

Инфраструктура

Институт располагает современным парком научного оборудования, включая:

• Рентгеновские дифрактометры
• Электронные микроскопы (сканирующие и просвечивающие)
• Спектрометры (ИК, УФ, ЯМР, масс-спектрометры)
• Установки для каталитических испытаний (проточные реакторы, автоклавы)
• Вычислительные кластеры для моделирования

В 2010-е годы проведена модернизация лабораторной базы, закуплено оборудование для синтеза наноматериалов.

Образовательная деятельность

Институт является базой для подготовки научных кадров. Совместно с Новосибирским государственным университетом (НГУ) и другими вузами региона организованы:

• Кафедра катализа НГУ
• Магистерские программы по химической кинетике и катализу
• Аспирантура по специальностям «Катализ», «Химическая физика», «Физическая химия»

Ежегодно институт проводит Всероссийскую школу-конференцию молодых учёных по катализу.

Признание и награды

Институт катализа СО РАН удостоен ряда государственных наград:

• Орден Трудового Красного Знамени (1975)
• Орден Ленина (1985)
• Государственные премии СССР и РФ (неоднократно)

Сотрудники института являются лауреатами премий имени Г. К. Борескова, Д. И. Менделеева, А. Н. Несмеянова.

Критика и вызовы

Как и другие научные учреждения России, ИК СО РАН сталкивается с проблемами:

• Финансирование — недостаточное бюджетное обеспечение для масштабных проектов, зависимость от грантов (РНФ, РФФИ).
• Кадры — отток молодых специалистов в коммерческие структуры и за рубеж.
• Инфраструктура — устаревание части оборудования, необходимость обновления.

Вместе с тем институт сохраняет лидирующие позиции в ряде направлений, что подтверждается высоким индексом цитирования публикаций.

Интересные факты

• Институт катализа — один из первых в мире специализированных институтов, полностью посвящённых катализу.
• В 1960-е годы здесь была разработана теория «активных центров» на поверхности катализаторов, ставшая основой для многих современных представлений.
• В институте создан уникальный катализатор для синтеза аммиака, работающий при низких температурах (до 350 °C), что снижает энергозатраты.

Источники

• Официальный сайт Института катализа СО РАН (catalysis.ru)
• Боресков Г. К. «Катализ. Вопросы теории и практики». — Новосибирск: Наука, 1987.
• Пармон В. Н. «Катализ: от фундаментальных исследований к промышленным технологиям». — М.: Наука, 2015.
• Материалы Сибирского отделения РАН (sbras.ru)
• Отчёты о деятельности ИК СО РАН за 2018–2023 годы.