来自不同国家的科学家们正在致力于创造技术和产品来实现碳中和——将二氧化碳排放量减少到零。来自俄罗斯和中国的化学家们提出了自己的方法来实现这一目标，他们正在开发一种新型催化剂，用于将二氧化碳转化为合成气。这种有价值的中间产品用于化学工业以获得各种原材料并作为环保能源而使用。托木斯克国立大学和厦门大学的学者在《催化杂志》（Journal of Catalysis）（Q1）上发表的一篇文章中描述了这种新方法。
该文章的合作者之一，托国立化学系多孔材料与吸附研究实验室主任格里戈里·马蒙托夫（Grigory Mamontov）解释道：“新材料是一种含有活性成分镍的催化剂。不像大多数现代催化剂那样以纳米颗粒的形式存在，而是以孤立原子（单原子）的形式存在。纳米结构材料已经很好地证明了自己，但单原子催化剂则是向质变新阶段的过渡。这种材料的有利之处在于，它们只需要很少的活性成分。在许多情况下，通常使用昂贵的贵金属，如钯、铂、金作为活性物质，因此从经济角度来看，单原子催化剂的利润要高得多。
同时，这种材料的效率也会显著提高。当催化剂活性成分的尺寸缩小到原子尺度时，单原子金属催化剂就会表现出独特的催化活性和稳定性。而在纳米颗粒中，只有纳米颗粒表面的原子起作用。
这种新材料的另一个独特之处在于，它的合成基于有机金属聚合物框架（MOF），其特殊的基质确保了活性成分在单原子状态下的稳定性。
格里戈里·马蒙托夫说："我们来自厦门大学的中国同事在制造单原子催化剂方面取得了巨大成功。在这种情况下，催化剂起着电催化剂的作用，也就是说，当电流通过催化剂时，就会引发化学反应：二氧化碳（CO2）被转化为合成气（CO 和 H2 的混合物）。因此，从二氧化碳等废物中可以生产出一种宝贵的清洁能源元素--合成气，然后再将其加工成燃料和有价值的化合物。
新材料在实验室条件下进行了测试并显示了其有效性。 预计未来在生产过程中排放大量二氧化碳的大型企业将使用这种新型催化剂。 对碳循环的研究和创造降低大气中碳水平的新方法是托木斯克国立大学在“地球的全球变化：气候、生态、生活质量”项目下正在开发的关键研究领域之一。该项目旨在研究气候和环境的转变，寻找减少变化负面影响的方法以及使人类适应新条件的方法，目前正在“2030优先计划”的支持下实施。