Институт по катализ

Институтът по катализ (ИК) е водещ научно-изследователски, научно-приложен, иновационен център и център за подготовка на специализирани кадри в България и Югоизточна Европа по фундаментални и приложни изследвания в областта на хетерогенния и хомогенния катализ, фотокатализа, химичната кинетика, химичната стабилизация и специфичните изследователски методи, приложими в катализа.

В ИК се създават нови наноразмерни катализатори с регулирана структура и свойства, приложими в химическата промишленост, процесите за опазване на околната среда, получаване на алтернативни горива – водород, оползотворяване на нови енергийни източници, подобряване качеството на живот и др.

В Института приоритетно се разработват научни основи за подбор на нови каталитични системи, работи се върху химичната стабилизация на органични материали, изследва се реакционната способност на органични съединения, развиват се методично и методологично методите на ЕПР и ЕНДОР спектроскопията, изучава се кинетиката и механизма на хетерогенни, хомогенни и фото- каталитични реакции, с квантово-химични методи се изучават каталитични превръщания на атомно ниво.

Широко приложение намират съвременните физични методи като: Рентгенова фотоелектронна спектроскопия, рентгеноструктурен анализ, инфрачервена и ултравиолетова спектроскопия, температурно-програмирана десорбция, редукция и окисление, диференциална сканираща калориметрия, Мьосбауерова и ЕПР спектроскопия, и др.

Значими постижения

• При изпълнението на проект „Получаване на алтернативни горива от възобновяеми въглерод съдържащи суровини: реформинг на биогаз до водород“ е изследван ефектът на вида на фазата на носителя ZrO2 (аморфна, моноклинна и тетрагонална), върху структурата и каталитичните свойства на Cu/ZrO2 катализатори за дехидрогениране на биоетанол до етилацетат. Разработена е лабораторна технология за получаване на екологично чистото гориво водород чрез реформинг на биогаз, получен от местни възобновяеми суровини. Създадените високо ефективни, нанесени върху смесени xPrO2-Al2O3 оксиди платинови катализатори могат да гарантират интензивен процес на реформинг на биогаз до водород.
• Разработен е енергийно ефективен и екологичен метод за получаване на наноразмерен магнетит и Ni-заместени материали с шпинелна структура, с потенциално приложение като катализатори, газови сензори, магнитни материали и др. Получените чрез механохимична активация наноматериали имат висока дисперсност, супер парамагнитни свойства при стайна температура и висока фотокаталитична активност при пречистване на замърсени води от текстилната индустрия.
• Създадена е стандартна операционна процедура за производство на нов неплатинов Ni-съдържащ аноден катализатор за алкални електролитни клетки (договор “Аноди на алкални електролитни клетки на база неблагородни метали” с фирма GENCELL Ltd, Петах Тиква, Израел). Катализаторът участва в търговския продукт “Генератор G5” на фирмата. Изобретението е защитено с патент: „Nickel-Based Catalyst For Fuel Cell” WO2015/142619 A1.
• Разработени са нови високоактивни и стабилни катализатори на основата на наноразмерно злато върху смесени оксиди с хидроталкитна структура с потенциално приложение за получаване на чист водород чрез реакцията на конверсия на въглероден оксид с водна пара. Изобретението е защитено с патент “Gold catalysts supported in CuO-ZnO-Al2O3 production method and the use thereof” WO 2016/059268 A1.

ИК е създател, организатор и седалище на Клуба на българските каталитици (КБК), основан през 1992 г.;

ИК е световно известен като организатор на традиционните Международни симпозиуми по хетерогенен катализ. През 2015 г. се проведе успешно 11^-ият пореден симпозиум.

ИК организира работни срещи и съвещания по линия на НАТО и ЮНИДО и е активен член на Балканската асоциация за опазване на околната среда (B.EN.A).

ИК е седалище на Българското ЕПР дружество.

Образователна дейност

Учените от ИК активно участват в подготовката на дипломанти, докторанти и студенти с изнасяне на лекции, водене на семинарни занятия. ИК е регистриран като работодател по проекта „Студентски практики“ на оперативна програма „Развитие на човешките ресурси“, като 8 учени от института са регистрирани като ментори. Учени от ИК участват в работата на научни журита при защита на дисертации за научна степен доктор и доктор на науките и в конкурси за заемане на академични длъжности.

Докторантски програми

4.2. Химически науки:

• Шифър 01.05.16 Химична кинетика и катализ;
• Шифър 01.05.18 Химия на твърдото тяло.

Докторантски курсове

1. Основи на химическата кинетика. Кинетика на каталитичните реакции. Методи за определяне на каталитичната активност, Лектор: доц. д-р Александър Елиас

2. Научни основи за подбор и синтез на хетерогенни катализатори, Лектор: проф. д-р Татяна Табакова

3. Съвременни инструментални методи за охарактеризиране на катализатори, Лектор: доц. д-р Христо Колев

4. Катализ за опазване на околната среда и енергетиката, Лектор: проф. дн Соня Дамянова

5. Квантовохимични методи в катализа, Лектор: доц. д-р Валентин Алексиев

6. Решения за заместване на критични суровини във високотехнологични материали и катализатори, Лектор: доц. д-р Зара Черкезова-Желева

ИК е участвал като партньор в проекта „Създаване на висококвалифицирани специалисти по съвременни материали за опазване на околната среда: от дизайн до иновации“ BG051PO001-3.3.06-0050 по Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси“, Европейски социален фонд.

Други образователни инициативи

Курс по приложна квантова химия, базиран на програмния пакет „Quantum Espresso“ на тема: „Практика и приложение на моделиране на системи за съхранение на водород и покрития на соларни панели.

Сключено е споразумение с SABIC (Saudi Arabia Basic Industries Corporation), Саудитска Арабия за подготовка на кадри.