В Казахстане совершён важный прорыв в области альтернативной энергетики: на базе National Laboratory Astana при Nazarbayev University запущена первая в стране интегрированная станция по производству зеленого водорода. Уникальность проекта заключается в том, что он функционирует на основе отечественных патентов и инженерных решений, а энергетическое обеспечение процесса полностью лежит на возобновляемых источниках – солнечных панелях и ветроэлектростанциях. Эта пилотная установка полного цикла стала результатом многолетней работы лаборатории возобновляемых источников энергии, специалистам которой удалось внедрить инновационные катализаторы и оригинальные принципы проектирования в реальный производственный объект.
Реализация инициативы стала возможной благодаря тесному сотрудничеству с промышленным партнером Zhejiang H2-Bank Technology Co., Ltd. из Китая. Совместными усилиями была собрана коммерческая система, ключевым компонентом которой выступил запатентованный электродный материал – передовой анодный катализатор на основе оксида иридия. Применение мембраны с таким специальным покрытием позволяет существенно повысить эффективность расщепления молекул воды в электролизере, что напрямую влияет на общую производительность установки.
Технологическая платформа наглядно демонстрирует весь цикл получения экологически чистого энергоносителя: энергия солнца и ветра преобразуется в электричество, которое затем направляется на процесс электролитического расщепления воды. Полученный зеленый водород накапливается в системе хранения и готов к дальнейшему применению в самых разных отраслях – от питания топливных элементов и заправки экологичного транспорта до использования в автономных генераторах, производстве удобрений, металлургии и нефтегазовом секторе. На текущем этапе выработанный газ планируется использовать для лабораторных нужд, при этом мощность системы позволяет заполнить баллон объемом 6 кубических метров всего за три часа.
Руководитель лаборатории ВИЭ, профессор NU Нуршат Нуражи охарактеризовал запуск станции как значительный шаг к практическому внедрению водородных технологий в республике, отметив трансформацию научных изысканий от порошков фотокатализаторов до рабочей системы промышленного масштаба под открытым небом. На ранних стадиях исследователи фокусировались на создании фотокатализаторов – элементов, необходимых для эффективного улавливания солнечной энергии, а также на изучении механизмов расщепления воды, но в финальной фазе программы команде удалось совершить стратегический переход от лабораторных экспериментов к созданию действующего прототипа для индустрии.
Как пояснил руководитель команды по производству водорода доктор Ерболат Магазов, взаимодействие с индустриальным партнером обеспечило масштабируемость конструкции и соблюдение строгих международных стандартов безопасности. Для научного сообщества Казахстана ввод в эксплуатацию одной из первых систем возобновляемого водорода такого уровня является важной вехой, доказывающей высокий потенциал отечественных инноваций в сфере чистой энергетики.
Проект органично вписывается в государственную повестку: в 2024 году правительство утвердило Концепцию развития водородной энергетики до 2030 года, определив водород как один из столпов перехода к низкоуглеродной экономике. Финансирование разработок осуществлялось в рамках Целевой программы Министерства науки и высшего образования РК, рассчитанной на 2020–2025 годы и направленной на ускорение развития зеленых технологий. Работа над программой объединила ученых с коллегами из Атырауского университета, Карагандинского университета имени Букетова, KMG Engineering, а также зарубежных научных центров, включая Университет Токай в Японии и американские университеты штата Уичито и Массачусетса в Амхерсте.
По словам профессора Нуражи, целевая программа помогла преодолеть разрыв между фундаментальной наукой и реальным внедрением, продемонстрировав способность национальных НИОКР приносить практические плоды. Помимо инженерных успехов, группа опубликовала более 40 статей в рейтинговых журналах, выпустила монографии и получила 7 патентов, подготовив при этом новое поколение экспертов, специализирующихся на всей цепочке создания стоимости зеленого водорода. Ученые намерены продолжить усовершенствование материалов и архитектуры систем, подчеркивая, что нынешняя установка – это лишь малая модель того, что может быть развернуто по всей стране для улучшения экологии и создания высокотехнологичных рабочих мест.