В Политехе создадут новую молодежную лабораторию

Ученые разрабатывают технологии получения водорода и графита из природного и попутного нефтяного газа

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации подвело итоги конкурса на создание новых молодежных лабораторий в подведомственных организациях. Так, в число 200 победителей вошел научный коллектив Самарского политеха. Руководит командой завкафедрой «Физика» Игорь Кудинов. Конкурс входит в программу национального проекта «Наука и университеты».

Сотрудники политеховской молодежной опытно-промышленной лаборатории «Нефтегазовые технологии производства водорода и графита» займутся поиском новых экологически чистых способов получения важнейших для промышленности РФ продуктов – водорода и графита.

– Водород, являющийся ценным химическим сырьем для нефтепереработки, производства метанола, аммиака и топлива классов Евро-4 и Евро-5, в настоящее время рассматривается в качестве перспективного энергоносителя. В будущем водород может быть использован для широкого спектра применений, включая использование в качестве топлива для транспортных средств, в логистических системах, электроэнергетических сетях и в различных областях промышленности, – поясняет Игорь Кудинов. – Перспективность использования водорода объясняется его высокой теплотворной способностью, которая в три раза больше, чем у современных видов топлива (бензин, дизельное топливо, пропан-бутан и природный газ), а также экологической чистотой и отсутствием выбросов вредных газов при его сжигании.

Разработка новых технологий низкоуглеродного производства водорода становится важной проблемой, решение которой позволит ответить на энергетические запросы будущего. Дополнительный ценный продукт реакции разложения углеводородов – пиролитический графит – отличается высокой рыночной стоимостью и обладает уникальными физико-химическими свойствами: высокой теплопроводностью, упругостью и прочностными характеристиками, малым весом, возможностью работы при температурах выше 2000°С, инертностью при работе с агрессивными средами, возможностью получения графена. Получаемый пиролитический графит может реализовываться на предприятиях, изготавливающих резиновые, карбоновые и графитовые изделия, электронику, детали машин, краску и покрытия, углеродные наноматериалы.

В настоящее время более 80% производимого в мире водорода генерируется по технологии паровой конверсии метана. Однако это неэкологичный и очень энергозатратный процесс. В качестве альтернативного способа получения водорода ученые Политеха предлагают термокаталитическое разложение углеводородов, являющееся наиболее энергоэффективным и безопасным для окружающей среды по сравнению с другими известными технологиями. В правильно оптимизированных условиях реакции получается единственный газообразный продукт – водород. Графит же легко отделяется от водорода в твердой фазе и может быть использован в качестве ценного сырья для многих отраслей промышленности.

Так, ученые Политеха решают три актуальные для РФ проблемы:

1. Создание экологически чистого топлива из профицитных природного и попутного нефтяного газа без ущерба для экологии.
2. Рациональное использование тяжелых углеводородов на месторождениях нефти без вреда для экологии и сжигание содержащегося в них водорода для привода газо- и нефтеперекачивающих агрегатов.
3. Получение дефицитного и ценного по своим характеристикам дополнительного продукта термокаталитического разложения углеводородов – пиролитического графита.

Финансирование лаборатории составит 51 млн рублей на три года. Большая часть коллектива – молодые исследователи в возрасте до 39 лет. Ключевые результаты деятельности лаборатории нацелены на быстрый переход исследований в стадию практического применения в соответствии с приоритетными направлениями российской экономики.

Кроме этого, в Политехе действуют еще две молодежные лаборатории: «Перспективные технологии и материалы водородной энергетики» (руководитель – Сергей Востриков) и «Цифровые двойники материалов и технологических процессов их обработки» (руководитель – Олег Рахманин).