Катализатор Cu₃ (THT)₂ показал рекордную эффективность в превращении CO₂ в метан (CH₄) — 63,5% при напряжении –1,4 В (относительно водородного электрода). Ток достиг промышленных значений: –189,6 мА/см². Более того, активные центры Cu-S₄ в этом материале сохраняли стабильность даже после 21 000 секунд работы.

А вот катализатор Cu₃ (HITP)₂ с центрами Cu-N₄ оказался куда хуже: он давал только 40% CO и быстро разрушался, превращаясь в частицы оксида меди всего за 300 секунд.

Результаты опубликованы в издании Science Bulletin.

Почему так происходит

• Атомы серы (S) в Cu-S₄ менее электроотрицательны, чем азот (N) в Cu-N₄, поэтому медь здесь удерживает больше электронов. Это усиливает связь с молекулой *CO и помогает превращать её в CH₄.
• Сера ещё и «притягивает» кислород из *CO за счёт слабых взаимодействий S∙∙∙O, что дополнительно стабилизирует промежуточные соединения.

Благодаря этому Cu-S₄ ломает привычные ограничения в электрохимии CO₂ — теперь можно получать не просто CO, а сразу метан с высокой селективностью и большим током.

Этот прорыв важен для зелёной энергетики:

• Метан — ценное топливо, и если его получать из CO₂ с такой эффективностью, можно сократить выбросы парниковых газов.
• Промышленные токи (–189,6 мА/см²) означают, что технология близка к реальному внедрению.
• Понимание роли серы открывает путь к новым катализаторам — возможно, ещё более эффективным.

Отметим, что хотя стабильность Cu-S₄ впечатляет (21 000 секунд — это почти 6 часов), для промышленности нужны месяцы работы. Кроме того, –1,4 В — довольно высокое напряжение, а значит, энергозатраты всё ещё велики.

Ранее ученые открыли новые материалы для улавливания метана.