# HIT: одноатомный фотокатализатор Au1/CeO2 превращает CO2 в CH4 с селективностью 92%

- Опубликовано: 2026-11-06 03:55 UTC
- Раздел: Наука › Химия
- Теги: фотокаталитическое превращение CO2 в CH4, фотокатализатор Au1/CeO2, одноатомный катализатор, селективность по CH4 92%, механизм Элея–Ридила, механизм Ленгмюра–Хиншелвуда, кинетический изотопный эффект, in situ DRIFTS, протон-сопряжённый перенос электрона
- Адрес: https://realtech.media/ru/news/rt-de9be8b85350fd572556d5f0_hit_odnoatomnyy_fotokatalizator/

**В HIT закрепили одиночные атомы Au на нанолистах CeO2; изотопные данные показывают, что гидрирование CO2 до CH4 идёт не только через PCET.**

Команда HIT создала фотокатализатор Au1/CeO2, закрепив изолированные одиночные атомы золота на нанолистах CeO2. По данным авторов, материал изменил путь гидрирования на обратный и обеспечил селективность 92% по CH4 в атмосфере CO2 и H2O [1]. Экспериментальная работа опубликована в Science China Chemistry (dx.doi.org, DOI 10.1007/s11426-026-3523-3), сообщение о ней вышло 5 ноября 2026 года.

Исследование касается вопроса о механизме, остававшегося открытым: какой путь гидрирования определяет селективность при фотокаталитическом восстановлении CO2.

## Почему трудно получить селективность по CH4

Превращение CO2 в CH4 требует переноса восьми электронов и восьми протонов, поэтому селективность обычно невысока [1]. В прежних работах фотокаталитическое восстановление CO2 до CH4 в целом считали идущим по механизму Элея–Ридила (E-R) через протон-сопряжённый перенос электрона (PCET). Авторы отмечают, что гидрирование CO2 может также включать механизм Ленгмюра–Хиншелвуда (L-H) с участием адсорбированных на поверхности частиц *H. Какой из двух механизмов на самом деле определяет селективность, оставалось неясным.

## Два механизма на одном катализаторе

Результаты по кинетическому изотопному эффекту (KIE) показали, что две стадии гидрирования на Au1/CeO2 идут по разным механизмам. Превращение CO2 в *CO следует механизму E-R, а превращение *CO в CH4 — механизму L-H [1]. Поэтому в заголовке работы сказано, что пути гидрирования не сводятся только к PCET.

Авторы связывают результат с более низкой свободной энергией Гиббса (∆G) гидрирования *CO и с регулируемым поведением гидролиза. В сумме это делает Au1/CeO2 более благоприятным для гидрирования *CO при достаточном поступлении *H.

В исследовании объединили in situ масс-спектрометрию, in situ ИК-спектроскопию диффузного отражения с преобразованием Фурье (DRIFTS) и расчёты методом теории функционала плотности (DFT). Они дополнительно показали, что сбалансированная подача *H играет ключевую роль в селективном образовании CH4 на Au1/CeO2 [1]. Авторы считают, что работа даёт новое понимание пути гидрирования при фотосинтезе CH4.

## Источники

1. [dx.doi.org](http://dx.doi.org/10.1007/s11426-026-3523-3)
2. [EurekAlert](https://www.eurekalert.org/news-releases/1150705)

---

Источник: RealTech, realtech.media — https://realtech.media/ru/news/rt-de9be8b85350fd572556d5f0_hit_odnoatomnyy_fotokatalizator/