Учёные Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта и научно-исследовательского университета ИТМО создали из воды новый материал, упрощающий получение экологичного топлива – водорода. Результаты исследования представлены в научном журнале Small.
В одном стакане
По словам специалистов, для получения высокочистого водорода, который можно применять в качестве экологичного топлива (при его сжигании в атмосферу выбрасывается только вода), необходимо использование агрессивных реагентов и энергии, образующейся при сжигании нефти, угля или газа. Производство такого топлива имеет огромный углеродный след, объясняет лаборант-исследователь НОЦ «Умные материалы и биомедицинские приложения» БФУ имени Канта Николай Шилов.
Учёные из двух вузов создали новый материал для ускорения одной из стадий разложения воды на основе распространённых химических элементов. Технология получения этого катализатора включает три простые стадии, не требующие нагревания и осуществляемые «в одном стакане».
– Мы придумали способ быстрого и холодного синтеза (при комнатной температуре) пористых материалов, которые помогают воде разлагаться на кислород и водород, – рассказал Шилов. – Эти катализаторы сделаны из доступных металлов (железо, кобальт, никель в противовес классическим и очень дорогим иридию и рутению) и особенно эффективны в магнитном поле. Это позволяет получать водород быстрее, дешевле и экологичнее.
Внесение нового материала во внешнее магнитное поле позволяет значительно повысить его эффективность. Учёный подчеркнул, что такое свойство редко встречается у катализаторов для получения водорода. Благодаря этому свойству материал может «настраиваться» в зависимости от масштаба производящего водород завода.
– Новый способ синтеза «бюджетных» катализаторов может быть успешно внедрён в стране, где развивается водородная энергетика и возможно многотоннажное недорогое производство металлического натрия и калия из минерального сырья, – подчеркнул Шилов. – Такие условия реализованы в России.
Экоуголь из мазута
Ранее учёные другого университета – Калининградского технического (КГТУ) – предложили обратить внимание на разработанные в вузе технологии, которые позволяют собранный на Черноморском побережье мазут превратить в экоуголь.
Напомним, после крушения в Керченском проливе в декабре 2024 года танкеров «Волгонефть-212» и «Волгонефть-239», по данным Минтранса РФ, в море попало около 2,4 тысячи тонн нефтепродуктов.
В связи с этим в университете напомнили, что ещё в 2014-м разработали передовые технологии превращения тяжёлых фракций нефти в высококалорийное твёрдое топливо (экоуголь).
По мнению учёных, проблема утилизации собранного с побережья мазута может решиться через коммерциализацию устранения последствий техногенной аварии, с выпуском товарной продукции. Их изобретение относится к области утилизации отходов промышленного назначения, которые могут быть использованы для производства твёрдого топлива (экоугля) и строительных материалов.
– Этот композиционный материал, содержащий в качестве компонентов отходы синтетического пластика, тяжёлые фракции нефти и природные наполнители – к примеру, такие как торф, водоросли, кора деревьев и другие материалы. Он может применяться в зависимости от соотношения компонентов и как эффективное твёрдое топливо, и как гидрофобизирующие мастики, – рассказали в пресс-службе вуза.
Крошечные союзники
Тем временем учёные Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого разработали технологию на основе микроводорослей, которая одновременно утилизирует углекислый газ из промышленных выбросов и производит перспективное топливо – биоводород. Промышленные выбросы пропускаются через специальный биопруд, в котором микроводоросли поглощают углекислый газ. В результате образуется биомасса, использующаяся для получения биоводорода методом тёмной ферментации.
– Будущее устойчивой энергетики не в борьбе с природой, а в сотрудничестве с ней, – уверена профессор Высшей школы гидротехнического и энергетического строительства СПбПУ Наталья Политаева. – Микроводоросли – это крошечные союзники, способные преобразовать промышленные отходы в чистую энергию. На стыке биотехнологий и экологии рождаются решения, которые действительно могут изменить мир.
Получаемый биоводород можно использовать в качестве топлива для различных энергетических целей – например, для выработки электроэнергии и тепла на производстве, а также в водородных топливных элементах или в качестве биотоплива для автомобилей.
Василий АКУЛОВ