Ученые из Назарбаев Университета (NU) создали и ввели в эксплуатацию первую в стране интегрированную станцию по производству зеленого водорода. Пилотная установка полного цикла, основанная на запатентованных разработках и инженерных решениях университета, работает исключительно на энергии солнечных панелей и ветрогенераторов. В основе системы лежат инновационные катализаторы, созданные в Лаборатории возобновляемых источников энергии National Laboratory Astana при NU.
Проект был реализован в сотрудничестве с китайским промышленным партнером Zhejiang H2-Bank Technology Co., Ltd. Компания помогла казахстанским ученым собрать коммерческую систему с использованием высокоэффективного анодного катализатора на основе оксида иридия — одного из запатентованных электродных материалов. Мембрана с таким покрытием обеспечивает эффективное расщепление воды в процессе электролиза и повышает производительность установки.
Платформа демонстрирует полную цепочку производства экологически чистого водорода: энергия солнца и ветра преобразуется в электричество, которое используется для электролиза воды. Полученный водород хранится в качестве энергоносителя и в дальнейшем может применяться в топливных элементах, на транспорте, в автономных генераторах, а также в производстве удобрений, металлургии или нефтегазовом секторе. В настоящее время установка используется для лабораторных нужд и способна заполнить баллон объемом 6 кубических метров за три часа.
«Это важный шаг на пути вывода водородных технологий на экспериментальный уровень в Казахстане. То, что начиналось с фотокаталитических порошков и лабораторных образцов, превратилось в промышленную систему, работающую в открытом поле», — отметил руководитель лаборатории, профессор NU Нуршат Нуражы.
Работа над проектом велась в несколько этапов. В течение первых пяти лет команда сосредоточилась на разработке фотокатализаторов и изучении механизмов фотокаталитического расщепления воды. На заключительном этапе исследователи перешли от лабораторных экспериментов к созданию рабочих прототипов, пригодных для использования в реальных условиях.
Доктор Ерболат Магазов, руководитель группы по производству водорода, прокомментировал: «Работа с индустриальным партнером позволила нам расширить масштабы системы и обеспечить ее соответствие международным стандартам производства и безопасности. Это важная веха для университета и научного сообщества страны: одна из первых в стране крупномасштабных систем производства возобновляемого водорода, которая наглядно демонстрирует потенциал отечественных инноваций».
В 2024 году правительство Казахстана утвердило Концепцию развития водородной энергетики до 2030 года, определив водород одним из приоритетных направлений для перехода к низкоуглеродной экономике. Работа Лаборатории возобновляемых источников энергии была профинансирована в рамках Целевой программы Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан. В ходе ее реализации ученые сотрудничали с вузами и компаниями Казахстана и зарубежья, включая Atyrau University, Карагандинский университет имени Букетова, KMG Engineering, а также японский Tokai University, Wichita State University и University of Massachusetts в США.
Помимо разработки самой технологии, исследовательская группа опубликовала более 40 работ в высокорейтинговых научных журналах, выпустила книгу и получила 7 патентов в области водородной энергетики. Важнейшим результатом стала подготовка нового поколения специалистов и создание сети экспертов, специализирующихся на всей производственной цепочке зеленого водорода. «Целевая программа создала условия для преодоления разрыва между наукой и промышленностью, продемонстрировав, что национальные научные проекты могут давать не только академические, но и реальные практические результаты», — добавил профессор Нуражы.
В будущем ученые планируют продолжить совершенствование фотоактивных материалов, катализаторов и архитектуры системы. По их словам, текущая установка — это лишь малый образец системы, которая может найти широкое применение по всей стране. Подобные технологии позволят Казахстану обеспечить чистый воздух, экологически благоприятную среду и создать новые высокотехнологичные рабочие места.