Газ метан для отопления можно делать из воздуха: украинские ученые создали вещество, которое дает такую возможность
«Работали над реализацией своей идеи семь лет»
— Метан для отопления и промышленности можно не только извлекать из недр, но благодаря вашей научной разработке получать искусственным путем?
- Да. Возьмем в качестве примера металлургические заводы. Там сжигают немало топлива, приводя к значительным выбросам углекислого газа в атмосферу (напомню, этот парниковый газ приводит к глобальному потеплению климата). Если оснастить такие предприятия установками на основе нашей научной разработки, они смогут получать метан и использовать его для собственных нужд. Вполне возможно, что искусственного газа собственного производства хватит им, чтобы полностью удовлетворить свои потребности в этом топливе и отказаться от покупки природного газа, добытого, скажем, в России.
Технически возможно провести такую же модернизацию и на тепловых электростанциях, и на многих других промышленных объектах, в том числе на украинских скважинах по добыче природного газа. Дело в том, что в газовой смеси, которую убирают из недр, содержится два процента СО2. Если удастся оснастить скважины установками по получению искусственного метана, эти два процента будут перерабатываться на топливо. В конце концов, для производства искусственного метана можно использовать и углекислый газ из атмосферы. Результатом широкого применения нашей научной разработки может стать, как минимум, существенное уменьшение выбросов парникового газа СО2, а возможно (в недалекой перспективе), и энергетическая независимость Украины.
Идея разработать катализаторы для получения искусственного метана у меня возникла в начале десятых лет, когда в развитых странах ученые, экологи и политики задали вопрос об острой необходимости обезвреживания углекислого газа, чтобы остановить глобальное потепление на планете. Для этого, например, в Канаде, были созданы огромные установки, которые отбирают из воздуха углекислый газ.
— А вы решили делать из него метан?
— Именно так. Информацию о том, как это теоретически можно сделать, отыскала в научной литературе. В химическом реакторе при давлении полутора атмосферы и температуре около 300 градусов следует, как я уже говорила, соединить СО2 с водородом. Но на практике не все так просто, как в теории, потому что нужно было изобрести катализаторы — вещества, с помощью которых будет проходить этот процесс. На их разработку наш небольшой коллектив потратил семь лет кропотливого труда, ведь это очень сложная задача, на решение которой приходится львиная доля работы в создании технологии. Очень важно, что при использовании этих катализаторов искусственный метан получаем при обычном атмосферном давлении, не нужно его нагнетать до полутора атмосфер. Это значительно удешевляет процесс.
— Мы ставили перед собой задачу, чтобы разработанные нами катализаторы для получения искусственного метана были эффективными, недорогими и экологически безопасными, — говорит участница научного коллектива Алла Дяченко. — Все три цели достигнуты.
Мы представляли наш проект по усовершенствованию катализаторов на конкурс научных разработок от Министерства образования и науки Украины, — продолжает профессор Ищенко. — Очень досадно, что он не прошел конкурсный отбор — не хватило только полбалла до проходного.
Ситуацию усложняет то, что нет средств не только на развитие разработки, но и даже на зарплату участникам нашего маленького научного коллектива. Если бы мы работали в одном из институтов Национальной академии наук Украины, то наша зарплата бы финансировалась отдельно. Благодаря этому могли бы сохранить коллектив и продолжать работу на уровне экспериментов. Но работаем в образовательном учреждении, поэтому, не выиграв конкурс, не можем платить зарплату двум участницам нашего коллектива, и они вынуждены сейчас устраиваться на другую работу.
«Часть исследований проводим за свой счет»
— Замечу, что мы неоднократно за свои деньги оплачивали проведение некоторых исследовательских работ на приборах, которых нет у нас в университете, но есть в других научных заведениях, — добавляет Алла Дяченко. — Здесь будет уместно кратко рассказать об одном американском научном проекте, выполненном в Украине, и я принимала в нем участие. Перед нами была поставлена задача создать экологически безопасные антикоррозионные покрытия. В США должны были ввести более жесткие требования для этих веществ, поэтому американской компании нужно было создать новые, безопасные для окружающей среды покрытия. Для этого она привезла в Украину новейшее оборудование, необходимые реагенты и расходные материалы, оплачивала труд наших ученых. Мы синтезировали и опробовали сотни химических соединений, чтобы найти несколько наиболее оптимальных. На это было потрачено сотни тысяч долларов. А мы сейчас не можем добиться гораздо меньшей суммы на более глобальный проект.
— Надеемся, что на нашу разработку обратят внимание владельцы и менеджеры металлургических предприятий Украины, ведь у них есть настоятельная необходимость реконструировать свои технологии так, чтобы до 2030 года производить продукцию, отвечающую жестким экологическим нормам, — говорит Елена Ищенко. — Если они этого не сделают, то не «зеленый» металл будет облагаться налогом в странах Европейского союза дополнительными пошлинами. Это важно, потому что украинские металлурги значительную часть своей продукции экспортируют. Кстати, многие металлургические заводы в нашей стране перешли на замкнутый цикл потребления воды, значительно уменьшили выбросы СО2. Наша научная разработка позволит им вообще не загрязнять атмосферу и хорошо чувствовать себя на рынке ЕС.
— Вашу разработку можно уже начинать внедрять в производство?
— Для полноценного внедрения в промышленный процесс необходимо привлекать квалифицированных инженеров и технологов, которые помогут адаптировать нашу разработку к промышленным условиям, — отвечает Елена Ищенко. — И еще одна очень важная вещь: мы могли бы создать катализаторы для получения метанола (это спирт). В Украине его вообще не производят, поэтому пока приходится покупать за границей.
«Женщина наклонилась, чтобы поднять карандаш, и в этот момент произошел взрыв»
— Из-за того, что вы не получили грант на усовершенствование катализаторов, будете вынуждены приостановить работу над технологией получения искусственного газа метана?
— Нет, все равно продолжим в пределах наших возможностей. Работаем практически на голом энтузиазме (улыбается). Знаете, когда много лет назад я писала кандидатскую диссертацию, приходила в университет с утра в понедельник и возвращалась домой только в субботу вечером. В течение недели забегала в свой дом разве что на один-два часа, чтобы принять душ. Тогда я была молода, так что хватало сил. А сейчас напряженная преподавательская работа, плюс научная, за которую почти ничего не получаю. Тогда, в молодости, я смогла так много времени уделять науке благодаря поддержке родителей и мужа. Мы с ним знакомы еще с первого класса школы. Есть двое детей — сын и дочь.
— Как вы получаете второй компонент производства метана — водород?
— С помощью электролиза воды. В специальной установке электрический ток разделяет воду на кислород и водород. Здесь надо заметить, что этот газ очень агрессивен. Он быстро разъедает любые металлы, кроме алюминия. Поэтому, скажем, металлические баллоны для водорода можно использовать только четыре раза, а затем их отправляют на металлолом.
Попутно расскажу показательную историю. В 1982 году, когда я была аспиранткой, часть своей работы проводила в одном из институтов Киева. Там работала единственная на все заведение система снабжения водорода. Утром по команде ее продували во избежание образования гремучей смеси. После продувки я набирала из системы в пробирку чуть-чуть водорода и отходила в противоположный угол комнаты. Там зажигала пробу. По звуку определяла, есть ли в трубе гремучая смесь или нет. Если нет, зажигала водород, поступавший из системы.
Когда мне проводили инструктаж, поведали такую историю. Один сотрудник проигнорировал эту процедуру безопасности: сразу зажег водород из системы — и произошел взрыв. Этажом ниже за мгновение до этого женщина уронила карандаш на пол и наклонилась, чтобы приподнять. Это ее и спасло — взрывом вырвало кусок трубы, он пролетел по комнате, выбил окно и остановился, лишь когда попал в забор института. Поэтому с водородом нужно быть очень осторожным. В нашей будущей установке будем производить его путем электролиза воды и сразу использовать для получения искусственного метана.
Читайте также: День рождения украинского телевидения: как это было 70 лет назад
Фото автора
2309Читайте нас в Facebook
