В Институте водородной энергетики Уральского федерального университета (УрФУ, Екатеринбург) совместно с Институтом высокотемпературной электрохимии УрО РАН создана лаборатория функциональных материалов на основе стекла. Сотрудники лаборатории будут разрабатывать составы и технологии нанесения стеклогерметиков для твердооксидных электрохимических устройств. Об этом рассказал заместитель директора по развитию Химико-технологического института УрФУ Павел Першин в эфире радио «Комсомольская правда».
«Наши коллеги из ИВТЭ УрО РАН достигли больших результатов — созданы материалы для водородной энергетики, имеются прототипы топливных элементов. Разработки достаточно успешны, и к ним проявляют интерес крупные компании, — поясняет Павел Першин. — Мы продолжаем это направление, исследуем новые материалы и планируем разрабатывать составы стеклогерметиков для твердооксидных электрохимических устройств, а также создавать технологии их нанесения».
Разрабатываемые твердооксидные электрохимические ячейки можно использовать в топливных элементах для автономных источников энергии, на нефте- и газопроводах, в военной и космической промышленности, для обеспечения электричеством жилых домов. КПД таких устройств может достигать 60 %.
«Эффективность двигателя на водороде выше, чем двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Сейчас КПД водородного двигателя оценивают в районе 50–60 %. У ДВС КПД составляет около 30 %. Расчеты также показывают, что километр, который мы проедем на бензине, будет стоить в два-три раза дороже, чем километр, который мы проедем на самом дешевом водороде. Но опять же надо учитывать, что пока не подготовлена инфраструктура для автомобилей на водородном топливе», — заключает Павел Першин.
Стоимость водорода зависит от того, каким способом его получают, добавляет ученый. Существует несколько видов. Первый — серый или грязный водород, который получают из метана, газификацией угля, побочным продуктом которого является углекислый газ. Желтый водород получают при использовании атомной энергии. Голубой водород получают с помощью технологии улавливания углекислого газа, чтобы он не уходил в атмосферу. И наиболее востребованный — зеленый водород. Его получают из возобновляемых источников энергии, его углеродный след стремится к нулю. Так вот, зеленый водород по отношению к серому примерно в пять раз дороже.
На сегодня основной метод получения водорода — конверсия природного газа.
«Природный газ разделяют на компоненты, один из которых — водород. Теоретически газовые месторождения можно оборудовать установками, где газ будет разделяться на компоненты, и уже выделенный водород будет поставляться на заправочные станции. Более того, газопроводы для природного газа при определенном подходе могут быть оборудованы для водорода. И если поставлять водород трубопроводами, а не цистернами или автотранспортом, то стоимость водородного топлива для конечного потребителя может быть еще ниже», — говорит Павел Першин.
Напомним, Научно-исследовательский институт водородной энергетики УрФУ создан 1 сентября 2022 года по программе «Приоритет-2030». Ученые НИИ водородной энергетики будут создавать новые функциональные материалы и устройства с высокими эксплуатационными характеристиками для водородной энергетики. В институте уже работают две лаборатории под руководством молодых докторов наук: лаборатория электрохимических устройств и материалов и лаборатория водородной энергетики. Со следующего учебного года — 2023/24 — в ХТИ УрФУ запустят новую магистерскую программу «Материалы и технологии водородной энергетики», где будут обучать студентов и вовлекать в исследовательские проекты по созданию материалов и устройств для водородной энергетики.
УрФУ — один из ведущих вузов России со столетней историей, один из лидеров программы «Приоритет–2030», № 1 в стране по объемам приема. Расположен в Екатеринбурге — столице Всемирных летних студенческих игр 2023 года, городе-победителе отбора Правительства России на создание университетских кампусов. Вуз выполняет функции проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (НОЦ).
УрФУ оперативный — в телеграм.