Прорывы в катализе полиоксометалатов: откройте для себя изменения правил игры 2025 года и неожиданные прогнозы рынка

Содержание

Исполнительное резюме: ключевые тенденции и идеи на 2025–2030 годы
Каталитические свойства полиоксометалатов: научные основы и недавние прорывы
Размер рынка, рост и прогнозы на 2025–2030 годы
Ведущие игроки и новаторы: стратегии компаний и партнерства
Технологический поток: новые катализаторы, синтез и промышленные приложения
Новейшие приложения: от зеленой химии до преобразования энергии
Регуляторная среда и стандарты отрасли
Проблемы и барьеры для широкого внедрения
Инвестиции, финансирование и M&A в области катализа полиоксометалатов
Будущий прогноз: разрушительные возможности и стратегические рекомендации
Источники и ссылки

Исполнительное резюме: ключевые тенденции и идеи на 2025–2030 годы

Исследования в области катализа полиоксометалатов (POM) вступают в динамичную фазу в 2025 году, что связано с растущими требованиями промышленности и экологии к эффективным и устойчивым каталитическим решениям. POM — это дискретные, наномасштабные металлические оксидные кластеры, которые продолжают привлекать значительное внимание благодаря своей универсальности и настраиваемым редокс-свойствам. В текущей обстановке область характеризуется быстрыми успехами как в фундаментальном понимании, так и в практическом применении, с непосредственным вовлечением лидеров химической и материаловедческой отраслей.

Расширение промышленного применения: Химическая промышленность активно исследует POM для выборочной окислительной реакции, расщепления воды и снижения содержания углекислого газа. Это подчеркивается недавними объявлениями о сотрудничестве и пилотными проектами компаний, таких как BASF SE, которые оценивают катализаторы на основе POM для более экологически чистых окислительных процессов и ресурсосберегающих синтетических путей.
Зеленая химия и экологическая ремедиация: POM все чаще используются для процессов продвинутого окисления (AOP) в обработке воды и сточных вод. Evonik Industries AG сообщила о продолжающихся исследованиях по ПОМ-поддерживаемым материалам для разложения загрязнителей, ожидая масштабируемых вех в предстоящие годы.
Электрокатализм и возобновляемая энергия: С глобальным стремлением к декарбонизации POM становятся многообещающими электрокатализаторами для эволюции водорода и снижения CO₂. Umicore участвует в оценке POM-основанных материалов для интеграции в электролизеры, стремясь повысить эффективность и стабильность по сравнению с традиционными катализаторами.
Интеграция материалов и функциональное проектирование: Интеграция POM в гибридные материалы, такие как металлоорганические каркасы (MOFs) и поддерживаемые нанокомпозиты, является основным направлением исследований. Эта тенденция поддерживается совместными усилиями между учебными заведениями и промышленными партнёрами, включая Solvay S.A., которые разрабатывают катализаторные носители нового поколения и функционализированные поддержи для коммерческого внедрения.

Смотря в 2030 год, прогнозы для исследований в области катализа POM остаются позитивными. Заинтересованные стороны в индустрии предсказывают увеличение перевода от лабораторных инноваций к пилотным и коммерческим масштабам операций, особенно в области химического производства, хранения энергии и экологии. Возможность адаптировать структуру POM для выполнения специфических задач ожидается как основа для новых соглашений о интеллектуальной собственности и лицензирования, укрепляя позиции POM как ключевого столпа устойчивого катализа.

Каталитические свойства полиоксометалатов: научные основы и недавние прорывы

Полиоксометалаты (POM) зарекомендовали себя как универсальный класс молекулярных металлических оксидных кластеров, демонстрируя исключительные редокс-, кислотно-основные и каталитические свойства. Научные основы катализа POM заложены в их структурном разнообразии и настраиваемых электронных свойствах, которые способствуют применениям, начиная от однородных окислительных реакций и заканчивая преобразованием и хранением энергии. Последние годы ознаменовались ускорением как фундаментального понимания, так и прикладных исследований в области POM, при этом 2025 год стал время нескольких заметных достижений.

Увеличение структурных инноваций стало возможным благодаря передовым синтетическим техникам и инструментам ин ситу-характеризации. Например, попытки интегрировать переходные металлы и органические лиганды в структуры POM дали новые гибридные катализаторы с повышенной селективностью и стабильностью. Научно-исследовательские collaborations между учебными заведениями и промышленностью, такие как те, которые были затронуты BASF и Solvay, активно исследуют эти гибридные материалы для выборочной окислительной реакции и процессов экологической ремедиации. Существует особый интерес к использованию POM для приложений в области зеленой химии, включая каталитическую активацию маломолекулярных соединений (например, CO₂ и N₂), область, которая начинает набирать популярность из-за растущего нормативного и коммерческого давления на разработку устойчивых химических процессов.

Прорывы в прошлом году также сосредоточены на электрокатализе и фотокатализе. Каталитики на основе POM оцениваются по производительности в реакции расщепления воды и топливных элементах. Недавние данные из пилотных проектов, проведенных Umicore и Evonik Industries, демонстрируют многообещающую активность в реакции эволюции водорода (HER), причем некоторые композиты POM достигают частоты оборотов, сопоставимой с каталитиками на основе благородных металлов. Это особенно важно, поскольку отрасль стремится найти масштабируемые и экономически эффективные альтернативы системам на основе платины и иридия.

Аналитические достижения, такие как операндо-спектроскопия и высокое разрешение электронной микроскопии, часто в сотрудничестве с производителями инструмента, такими как Bruker, позволяют наблюдать за динамикой структуры POM в реальном времени во время катализа. Эти понимания имеют решающее значение для корреляции структуры катализатора с функцией и для рационального проектирования катализаторов следующего поколения POM для промышленного использования.

Взглянув вперед, ожидается, что сотрудничество между многонациональными химическими производителями и исследовательскими консорциумами ускорит использование POM в коммерческих каталитических процессах. Прогноз на ближайшие годы (2025–2027) предвещает волну регистрации патентов и демонстрации увеличения масштабов, нацеленных на приложения в области чистой энергии, синтеза тонких химикатов и экологической ремедиации. Поскольку такие компании, как Albemarle Corporation и Arkema, расширяют свои исследования в области передовых неорганических катализаторов, POM готовы сыграть ключевую роль в переходе к более устойчивой и эффективной промышленной химии.

Размер рынка, рост и прогнозы на 2025–2030 годы

Область катализа полиоксометалатов (POM) переживает значительный рост в вложениях в исследования и разработки, поскольку спрос на более эффективные и устойчивые катализаторы как в химическом синтезе, так и в экологических технологиях растет. По состоянию на 2025 год глобальный рынок продвинутых катализаторов, включая системы на основе POM, демонстрирует сильный рост, на что влияют такие сектора, как зеленая химия, сохранение энергии и очистка воды. Крупные химические компании и исследовательские консорциумы все больше сосредотачиваются на масштабируемом производстве и применении катализаторов POM, при этом значительная активность зарегистрирована в Европе, Северной Америке и Восточной Азии.

В промышленности компании, такие как Solvay, расширили свои исследования по гетерополярным кислотам и производным POM, стремясь обеспечить индустрию адаптированными катализаторными материалами. Эти усилия поддерживаются совместными проектами с академическими и государственными лабораториями, отражающими более широкий импульс к устойчивым и перерабатываемым каталитическим процессам. Например, BASF продолжает инвестировать в технологии катализаторов следующего поколения, некоторые из которых включают структуры POM для окислительных и восстановительных реакций в специализированных химических препаратах и экологических приложениях.

Количественные данные из отраслевых источников оценивают, что глобальный рынок катализаторов превысит 40 миллиардов долларов США к 2025 году, при этом катализаторы на основе POM составляют быстрорастущую нишу внутри этого сектора (Solvay). Динамика частично обусловлена нормативным давлением на более чистые производственные процессы и растущей популяризацией POM в эволюции водорода, снижении CO₂ и органических трансформациях. Ожидается, что масштабы производства и коммерциализация катализаторов POM будут набирать силу, особенно по мере того, как компании стремятся использовать уникальные редокс-свойства и настраиваемость этих материалов.

Смотря вперед на 2030 год, прогноз для исследований в области катализа полиоксометалатов остается положительным. Лидеры отрасли, такие как Umicore, готовы расширить свои портфели, чтобы включить больше катализаторов на основе POM и гибридных катализаторов, нацеленных как на устоявшиеся, так и на развивающиеся приложения. В следующие пять лет, вероятно, начнется увеличение патентной активности, лицензирования технологий и межсекторных сотрудничеств, особенно по мере того, как химическая промышленность переходит к более устойчивым и круговым процессам. Более того, достижения в области аналитического инструментирования и высокопроходного скрининга с поддержкой таких поставщиков, как PerkinElmer, будут ускорять открытие и оптимизацию новых катализаторов POM, обеспечивая стабильный рост и диверсификацию рынка.

Ведущие игроки и новаторы: стратегии компаний и партнерства

Недавние успехи в области катализа полиоксометалатов (POM) были вызваны стратегическими шагами среди ряда ведущих химических компаний и новаторских исследовательских партнерств. По состоянию на 2025 год организации с сильным наследием в области неорганической химии и исследований катализаторов используют POM как для устоявшихся, так и для новых приложений, включая устойчивые окислительные процессы, расщепление воды и производство зеленого водорода.

Компании на переднем крае

Solvay продолжает оставаться крупным поставщиком POM на базе молибдена и вольфрама, сосредоточив внимание на их использовании в качестве катализаторов в процессах окисления и эпоксидирования. Solvay объявила о продолжающихся сотрудничествах с промышленными партнерами для масштабирования каталитического окисления олефинов и тонких химических веществ, стремясь достичь большей эффективности и меньшего воздействия на окружающую среду.
Umicore расширила свои исследования, чтобы включить архитектуры POM в катализаторы для контроля выбросов и выборочного окисления. В 2024–2025 годах Umicore запустила пилотную программу с европейскими автопроизводителями для оценки интеграции катализаторов на основе POM в системы постобработки выбросов следующего поколения.
Merck KGaA (работающий как MilliporeSigma в США и Канаде) поставляет разнообразный портфель соединений POM для исследований и увеличения объемов. В 2025 году Merck расширила свое стратегическое сотрудничество с академическими учреждениями, чтобы ускорить разработку фотокатализаторов на основе POM для расщепления воды и уменьшения CO₂.

Стратегические партнерства и консорциумы

Helmholtz-Zentrum Berlin координирует несколько европейских консорциумов, нацеленных на интеграцию POM в искусственный фотосинтез и каталитические процессы возобновляемой энергии, включая как промышленные, так и академические заинтересованные стороны. Эти усилия должны привести к новым демонстрационным проектам к 2026 году.
Японское агентство науки и технологий (JST) содействовало сотрудничеству между промышленностью и академией, сосредоточив внимание на технологиях развития водорода и топливных элементах, облегчая соглашения о передаче технологий с местными химическими компаниями в 2025 году.

Перспективы на 2025–2027 годы

В ближайшие несколько лет ожидается дальнейшее сближение между химическими гигантами, университетами и государственными научно-исследовательскими центрами, с тенденцией к открытым инновациям и совместной разработке. Компании все больше стремятся защитить интеллектуальную собственность вокруг адаптированных структур POM и их применения в устойчивом катализа, в то время как государственно-частные партнерства ускоряют переход от лабораторных прорывов к коммерческому внедрению.

Технологический поток: новые катализаторы, синтез и промышленные приложения

Полиоксометалаты (POM) продолжают набирать популярность как многообещающие катализаторы благодаря своему структурному разнообразию, редокс-универсальности и настраиваемым кислотно-основным свойствам. В 2025 году исследования и промышленные усилия все более сосредоточены на раскрытии потенциала POM для устойчивых химических преобразований, особенно в окислительных реакциях, экологической ремедиации и процессах, связанных с энергией.

Ключевой тенденцией в текущем технологическом потоке является разработка гибридных катализаторов на основе POM. Эти системы объединяют POM с органическими лигандами, металлоорганическими каркасами (MOFs) или другими наноструктурированными поддержками, что приводит к повышению каталитической эффективности и селективности. Наиболее заметно, что Solvay — один из основных коммерческих поставщиков полиоксометалатов — активно поддерживает исследовательские инициативы, изучающие новые синтетические техники для этих продвинутых материалов. Их усилия включают сотрудничество с академическими и промышленными партнерами для адаптации POM к специфическим приложениям, таким как выборочное окисление углеводородов и фотокаталитическое расщепление воды.

В области синтеза приоритет отдается масштабируемым и более экологически чистым маршрутам. Недавние демонстрации безрастворных и низкотемпературных методов синтеза привлекают внимание, стремясь сократить потребление энергии и влияние на окружающую среду. Например, программа инноваций BASF выделила POM как кандидатов на платформы катализаторов следующего поколения, подчеркивая необходимость экологически чистого производства и стратегий по их восстановлению, особенно для применения в тонкой химии и промежуточных фармацевтических веществах.

Промышленные приложения также развиваются. Каталитики на основе POM испытываются для очистки сточных вод, в частности для разложения стойких органических загрязнителей. Компании, специализирующиеся на решениях для очистки воды, такие как Veolia, проявили интерес к интеграции катализаторов POM в процессы продвинутого окисления для повышения эффективности удаления загрязнителей. Кроме того, в энергетическом секторе POM проходят оценку в качестве электрокатализаторов для эволюции водорода и снижения углекислого газа, с разработкой технологий, проводимой организациями, такими как Siemens Energy.

Смотря вперед, ожидается, что текущие исследования принесут прорывы в стабильности катализаторов, их перерабатываемости и интеграции в процессы с непрерывным потоком. В ближайшие несколько лет, вероятно, произойдет коммерциализация катализаторов на основе POM в нишевых, но быстро растущих секторах, основанных на крепких партнерских отношениях между химической, энергетической и экологической отраслями. Поскольку участники рынка продолжают инвестировать в демонстрационные проекты и разработку применения, каталитика полиоксометалатов готова сыграть ключевую роль в переходе к более зеленому и эффективному производству химикатов.

Новейшие приложения: от зеленой химии до преобразования энергии

Полиоксометалаты (POM) давно привлекают внимание исследователей благодаря своим уникальным редокс-свойствам и структурному разнообразию, что ставит их в ряд многообещающих кандидатов для приложений в области зеленой химии и преобразования энергии. В 2025 году исследовательская активность продолжает расти, поскольку академические и промышленные лаборатории стремятся использовать POM для устойчивых химических процессов и передовых энергетических технологий.

Основным направлением текущих исследований является использование POM в экологически чистых каталитических системах. Недавние исследования подчеркивают их роль в качестве зеленых окислительных катализаторов, заменяя опасные реагенты в органическом синтезе и разрушении загрязнителей. Производители химикатов, такие как Strem Chemicals и Alfa Aesar, теперь предлагают растущий каталог реагентов POM, облегчая более широкое экспериментальное применение. Замечательно, что несколько исследовательских групп сотрудничают с этими поставщиками, чтобы оптимизировать выборочное окисление с использованием POM в обычных условиях, тем самым минимизируя потребление энергии и химические отходы.

В электрокатализе POM интегрируются в устройства для расщепления воды, чтобы повысить эффективность реакций эволюции водорода и кислорода. Совместные проекты, поддерживаемые такими организациями, как Ассоциация Гельмгольца, исследуют электроды на основе POM и гибридные материалы, нацеленные на создание прочных производства, основанных на Земле, альтернатив благородным металлическим катализаторам. Ранние результаты в 2024/25 годах показывают, что адаптированные структуры POM могут достичь высокой плотности тока и низких перенапряжений, что приближает их к коммерческой жизнеспособности в производстве водорода и приложениях топливных элементов.

Хранение энергии является еще одной критически важной областью. Многослойные редокс-способности POM используются в проектировании катализаторов для батарей с редокс-потоками следующего поколения. Такие компании, как Sumitomo Chemical, отслеживают достижения в POM-базирующихся электролитах, оценивая их стабильность и возможность масштабирования для хранения энергии на уровне сети. Ожидается, что текущие пилотные проекты в Азии и ЕС представят данные о производительности к концу 2025 года, потенциально подтверждая POM в качестве ключевых компонентов для долгосрочных и недорогих систем хранения энергии.

Смотря в будущее, прогноз для исследований в области катализа полиоксометалатов остается оптимистичным. Ожидается, что возросшее сотрудничество между секторами, соединяющее химических производителей, энергетические компании и академические консорциумы, ускорит переход от научно-исследовательных демонстраций на лабораторном уровне к реальному внедрению. Если текущие тенденции сохранятся, следующие несколько лет, вероятно, увидят, как катализаторы POM поддерживают новые зеленые производственные протоколы и технологии преобразования энергии, управляемые как нормативным давлением, так и необходимостью декарбонизировать промышленность.

Регуляторная среда и стандарты отрасли

Регуляторная среда для исследований в области катализа полиоксометалатов (POM) быстро меняется, формируемая растущим интересом со стороны промышленности к устойчивым каталитическим процессам и продолжающимися усилиями по гармонизации стандартов безопасности, охраны окружающей среды и качества. В 2025 году использование полиоксометалатов в промышленном катализа — особенно в зеленой химии, преобразовании энергии и уменьшении загрязнения — побуждает регулирующие органы и организации по стандартизации обновлять протоколы, касающиеся синтеза, обращения и оценки воздействия на окружающую среду кластеров переходных металлических оксидов.

Европейское агентство по химии (ECHA) продолжает играть центральную роль в регулировании использования и регистрации соединений на основе POM в рамках нормативного акта REACH. Поскольку полиоксометалаты часто содержат тяжелые металлы, такие как вольфрам, молибден и ванадий, производители должны соблюдать строгие требования по регистрации, оценке и риску. В 2024 и 2025 годах наблюдается рост числа регистраций веществ, связанных с POM, что отражает растущее коммерческое применение в окислительном катализа и очистке воды.

В то же время Агентство по охране окружающей среды США (EPA) обновило свои рекомендации по промышленным катализаторам, включая те, которые основаны на полиоксометалатах, чтобы обеспечить минимизацию воздействия на окружающую среду на протяжении всего жизненного цикла. Программа EPA «Более безопасный выбор» теперь поощряет использование перерабатываемых и многоразовых катализаторов POM в химической промышленности, подчеркивая регуляторное предпочтение для процессов, которые снижают опасные отходы и потребление энергии.

Отраслевые стандарты также формируются такими организациями, как ISO (Международная организация по стандартизации), которая работает над гармонизацией методов тестирования каталитической активности, выщелачивания и перерабатываемости передовых неорганических катализаторов. В 2025 году рабочие группы ISO разрабатывают новые спецификации для POM катализаторов в твердом и водном состояниях, сосредотачиваясь на метрических измерениях производительности, критериях чистоты и потенциальном высвобождении металлических ионов во время использования.

Ведущие производители и поставщики, включая MilliporeSigma и Strem Chemicals, Inc., проактивно интегрируют эти регуляторные и стандартизирующие разработки в свою документацию по продуктам и листы данных о безопасности. Они предоставляют детализированные токсикологические профили, инструкции по обращению и заявления о соответствии, чтобы облегчить безопасное использование с Academic и промышленностью.

Смотря вперед, регуляторная траектория, по всей видимости, предполагает дальнейшее ужесточение контроля вокруг синтеза, применения и утилизации катализаторов на основе POM. Ожидается, что регулирующие органы будут продолжать интегрировать оценку жизненного цикла и принципы круговой экономики, в то время как заинтересованные стороны отрасли, вероятно, увеличат инвестиции в разработку экологически безопасных и легко восстанавливаемых систем полиоксометалатов. Эта совместная регуляторная и индустриальная инициатива нацелена на обеспечение безопасного и устойчивого роста в применении катализаторов POM для промышленных инноваций.

Проблемы и барьеры для широкого внедрения

Исследования катализа полиоксометалатов (POM) находятся на пороге более широкого промышленного внедрения, однако в 2025 году сохраняется несколько проблем, препятствующих его переходу от лабораторного до крупномасштабного применения. Одним из основных препятствий являются стоимость и доступность переходных металлов — таких как вольфрам, молибден и ванадий — которые формируют основу структур POM. Закупка и очистка этих металлов остаются сильно зависимыми от колебаний в цепочках поставок и геополитических факторов, что может повлиять как на цену, так и на устойчивость. Например, Sandvik AB и H.C. Starck Solutions являются одними из немногих мировых поставщиков, способных предоставить высокочистый молибден, необходимый для современных катализаторных материалов, но увеличение масштабов для удовлетворения промышленного спроса остается сложной задачей.

Другим значительным барьером является прочность и перерабатываемость катализаторов POM в жестких промышленных условиях. Хотя POM демонстрируют отличные редокс- и кислотно-основные свойства, многие из них склонны к выщелачиванию или структурной деградации после многократного использования, что приводит к потере каталитической активности и потенциальному загрязнению продуктов. Последние совместные работы между Solvay и академическими партнерами стремятся создать более надежные архитектуры POM, но эти решения зачастую сопряжены с удорожанием или снижением каталитической эффективности.

Третья проблема касается интеграции с существующими химическими процессами. Многие промышленные реакторы и технологические потоки оптимизированы для традиционных катализаторов, таких как цеолиты или благородные металлы, и переоборудование установок для работы с POM может потребовать значительных инвестиций. Кроме того, отсутствие стандартизации в синтезе и формулировании POM усложняет контроль качества и получение регуляторного одобрения. BASF — крупный производитель катализаторов — признала технические препятствия и регуляторные неопределенности, которые необходимо преодолеть, прежде чем катализаторы на базе POM смогут быть внедрены в широком масштабе.

Смотря вперед, прогноз широкого использования катализа POM зависит от достижения в устойчивом источнике материалов, совершенствовании долговечности катализаторов и оптимизации процессов, соответствующих реалиям коммерции. С продолжающимся вниманием со стороны лидеров отрасли и поставщиков материалов, таких как Umicore, ожидаются перспективы на следующие несколько лет, однако преодоление этих укоренившихся барьеров потребует скоординированных усилий по всей цепочке поставок, регулирующим органам и конечным пользователям.

Инвестиции, финансирование и M&A в области катализа полиоксометалатов

Инвестиции и финансирование в исследования катализа полиоксометалатов (POM) ускоряются в 2025 году, что связано с растущим спросом на устойчивые химические процессы и передовые материалы. Ключевые игроки отрасли и исследовательские учреждения направляют значительные ресурсы как в фундаментальные, так и в прикладные аспекты катализа POM, акцентируя внимание на преобразовании энергии, зеленой химии и специальном синтезе.

В начале 2025 года BASF SE объявила о стратегическом увеличении своего бюджета НИОКР на продвинутые неорганические катализаторы, включая полиоксометалаты, для поддержки более чистых химических преобразований и решений для хранения энергии. Инвестиции BASF согласуются с его обязательствами по достижению нулевого уровня выбросов и разработке катализаторов нового поколения для промышленных приложений.

Тем временем, Solvay продолжает партнерство с ведущими университетами Европы, расширяя совместные исследовательские программы и финансирование докторантских стипендий, сосредоточенных на разработке и увеличении объемов катализаторов на основе полиоксометалатов. Этот совместный подход должен привести к созданию собственных систем POM для применения в производстве перекиси водорода и использовании CO₂.

Что касается стартапов, Evonik Industries AG инициировала венчурную программу, направленную на поддержку стартапов, разрабатывающих высокоценные катализаторы POM для производства фармацевтических и тонких химикатов. В 2024–2025 годах эту программу уже поддержали посевные инвестиции в два спин-аута, использующих POM для выборочного окисления, с дальнейшими раундами финансирования, ожидаемыми по мере появления результатов доказательства концепции.

Деятельность по слияниям и поглощениям (M&A) в то время, несмотря на осторожность, показала заметный рост. Umicore завершила приобретение разработчика специализированных катализаторов в первом квартале 2025 года, получив портфель собственных POM-основанных окислительных катализаторов. Ожидается, что это приобретение укрепит конкурентоспособные позиции Umicore как в области экокатализа, так и в производстве промежуточных добавок с добавленной стоимостью.

Государственные фонды, включая Европейскую комиссию через Horizon Europe и Министерство энергетики США, выделили каталитику POM как приоритетную область для дотаций на декарбонизацию и инновации в сфере энергетики. В rамках ряда многомиллионных евро проекты, запущенные в 2024–2025 годах, нацелены на масштабирование электрокаталитического расщепления воды и улавливания углерода с использованием материалов на основе POM.

Смотря вперед, аналитики отрасли ожидают устойчивого роста в инвестициях, с возросшим сотрудничеством между корпорациями и академией. В ближайшие несколько лет вероятнее всего будет больше лицензионных сделок, финансирования увеличения объемов и целевых сделок M&A, поскольку катализация POM переходит от лабораторных исследований к коммерческому внедрению в зеленом химическом производстве и устойчивой энергетике.

Будущий прогноз: разрушительные возможности и стратегические рекомендации

Сфера исследования катализа полиоксометалатов (POM) готова к значительной эволюции в 2025 году и последующих годах, благодаря разрушительным возможностям в зеленой химии, преобразовании энергии и продвинутых материалах. Ожидается, что стратегические вложения в рациональное проектирование и масштабируемое производство катализаторов на основе POM ускорят прогресс, поддерживаемый растущим спросом на устойчивые химические процессы и решения в области возобновляемой энергетики.

Одним из основных направлений является роль POM в качестве редокс-активных катализаторов в промышленных масштабах для окислительных и восстановительных реакций. Недавние достижения включают стабилизацию POM на проводящих носителях, что повышает их перерабатываемость и активность в таких процессах, как выборочное окисление спиртов и расщепление воды. Например, BASF активно исследует интеграцию POM в свои портфели катализаторов для производства тонких химикатов, нацеливая на повышение селективности и снижение потребления энергии.

Сектор хранения энергии также наблюдает разрушительные применения POM, особенно в редокс-батареях и эволюции водорода. В 2025 году ожидается, что совместные инициативы между производителями материалов и энергетическими компаниями принесут прорывы в электроды, стабилизированные POM, что подтверждается пилотными проектами с участием Umicore и другими европейскими участниками. Эти усилия подкрепляются уникальными многоэлектронными способностями передачи POM, которые используются для улучшения эффективности и срока службы батарей.

В экологическом катализа ожидается, что использование POM для разрушения загрязняющих веществ и снижения CO₂ будет набирать популярность. Исследовательские группы сотрудничают с фирмами по очистке воды и химической переработке для интеграции катализаторов на базе POM в реакторы для снижения уровня опасных органических загрязнителей. Особенно важно, что Evonik Industries продвигает разработку гибридных катализаторов POM, адаптированных для модулей очистки сточных вод, стремясь продемонстрировать их в коммерческих условиях к 2026 году.

Стратегически следующее направление исследований в области катализа POM будет зависеть от междисциплинарного сотрудничества и цифровых инноваций. Применение методов машинного обучения для проектирования катализаторов и оптимизации процессов набирает популярность, причем консорциумы в области промышленности и науки — такие как те, которые содействуют DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie — ожидается, что играют ключевую роль в стандартизации высокопроходного скрининга и предсказательного моделирования.

В целом, разрушительные возможности, возникающие для катализа POM в 2025 году и далее, будут зависеть от преодоления проблем в стабильности катализаторов, интеграции в существующие производственные потоки и экономически эффективном масштабировании. Заинтересованные стороны должны приоритизировать партнерства, цифровые инструменты и устойчивые цепочки поставок, чтобы в полной мере использовать преобразующий потенциал катализа полиоксометалатов в секторах химии, энергетики и экологии.