Эксперименты показали высокую эффективность этой разработки. Анализ содержания биоуглерода в авиатопливе с использованием ускорительной масс-спектрометрии является обязательным условием для сертификации биотоплива. Сейчас сделать данное исследование можно только в Новосибирске.
В Центре коллективного пользования «Ускорительная масс-спектрометрия НГУ-ННЦ» впервые провели анализ содержания биоуглерода в образцах устойчивого авиационного топлива (SAF). В ходе лабораторного исследования были проанализированы 4 образца различного происхождения. Полученные результаты показали, что метод ускорительной масс-спектрометрии может стать рутинным методом анализа биоуглерода в авиационном топливе SAF.
Как рассказывает директор ЦКП УМС НГУ-ННЦ Екатерина Пархомчук, «биогенный» углерод от ископаемого отличается изотопным составом — прежде всего, концентрацией радиоактивного изотопа С-14 (радиоуглерода) относительно основного стабильного изотопа С-12. «В современных биологических объектах доля радиоуглерода хоть и крайне мала — около 10 в минус десятой степени процентов, — но все еще на детектируемом современной техникой уровне, однако из-за бета-распада ядра С-14 с течением времени в ископаемом сырье радиоуглерода становится на порядки меньше и количественное определение оказывается невозможным, — объясняет Екатерина Пархомчук. — Ускорительная масс-спектрометрия предоставляет возможность достоверного измерения концентрации радиоуглерода в любых образцах на уровне выше 10 в -14 степени процентов, что составляет 0,01% от современного уровня в биосфере. Поэтому, проводя УМС-анализ любых материалов, в том числе керосинов, пищевых добавок, лекарственных препаратов и т.д., можно с высокой точностью определить долю углерода современного биологического происхождения».
В ЦКП УМС НГУ-ННЦ в качестве ознакомительных или тестовых экспериментов из РГУНГ поступили 4 образца, из них два реперных (стандартных), представляющих собой керосин, полученный исключительно из биологического сырья, и керосин из ископаемой нефти, а также два образца керосина, полученных смешением первых двух в неизвестных новосибирским ученым пропорциях. При анализе образцов применялась инновационная пробоподготовка, направленная на преодоление «серного барьера». Как пояснила Екатерина Пархомчук, сложность анализа топлив состоит в высоком содержании серы и азота, вызывающих быструю коррозию измерительных приборов. В Новосибирском государственном университете разработан уникальный графитизатор, позволяющий работать даже с высокосернистыми нефтями. Это дает России технологическое преимущество перед зарубежными аналогами.
Профессор кафедры технологии переработки нефти РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина Михаил Ершов отметил, что в настоящее время отечественная методика измерения биогенных компонентов в нефтепродуктах, в частности, авиационном топливе, отсутствует. Однако с увеличением доли вовлечения биогенного сырья возникнет потребность в подтверждении биогенности топлив. Поэтому специалисты РГУНГ планируют совместно с учеными НГУ разработать стандартную методику определения биоуглерода с помощью УМС.
Екатерина Пархомчук считает, что УМС-метод подтвердил свою точность, чувствительность и надежность, и может стать ключевым инструментом для перехода авиации на «зеленые» рельсы. «В настоящее время в разных странах разработаны стандартные методики анализа материалов на биогенное происхождение и радиоуглеродный анализ относится к «золотому стандарту» среди всех возможных методов. Уникальный по чувствительности, точности и производительности метод ускорительной масс-спектрометрии и разработанные нами методики пробоподготовки мы считаем весьма перспективными для данного нового направления хозяйственной деятельности», — резюмировала Екатерина Пархомчук.
