Химики Передовой инженерной школы СПбГУ разработали технологию разложения природного газа на составные элементы, в том числе водород, перспективный для создания экологичного топлива посредством пиролиза в лазерной плазме. Исследование, проводимое в рамках национального проекта «Наука и университеты» и соответствующее целям нацпроекта «Экология», поддержано грантом Российского научного фонда. Результаты исследования опубликованы в Russian Journal of General Chemistry.
Главным источником выбросов парниковых газов в мире являются предприятия энергетического сектора экономики: на их долю приходится более 70% всех выбросов. Несмотря на ряд мер по предотвращению вредного воздействия производств на экологию, выбросы парниковых газов в атмосферу все еще достаточно велики.
Как объяснила заместитель директора Передовой инженерной школы СПбГУ, доцент кафедры экономики предприятия, предпринимательства и инноваций СПбГУ Мария Ветрова, при сжигании углеводородов (природный газ, нефть, бензин, солярка и другие) образуются углекислый и угарный газы. При этом продуктом горения водорода является вода. Таким образом, использование водородного топлива на предприятиях, в транспорте и в домохозяйствах позволит существенно снизить антропогенное влияние на мировую экологию.
Санкт-Петербургский университет является лидером в списке научных организаций России по количеству публикаций в научных журналах, индексируемых Scopus, по теме зеленого энергоперехода.
Переход на водородное топливо поддерживается в рамках энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2035 года, а развитие технологии переработки углеводородного топлива в водородное позволит отечественным производителям занять лидирующие позиции в данной отрасли.
Одним из широко распространенных способов получения водородного топлива является электролиз воды — ее расщепление на кислород и водород с помощью электричества. Однако этот способ лишь позволяет переводить с некоторыми потерями имеющуюся электрическую энергию в водородное топливо, а саму энергию по-прежнему необходимо получать из других источников.
Для решения этой проблемы ученые Санкт-Петербургского университета создали технологию получения водорода из природного газа в лазерной плазме.
«Подобно тому, как проходит электролиз воды, мы можем организовать пиролиз углеводорода, то есть превратить топливо с так называемым углеродным следом в экологически нейтральное. Так, используя лазерное излучение, мы раскладываем природный газ на составные элементы и получаем водород, перспективный для создания экологичного топлива», — рассказал профессор кафедры лазерной химии и лазерного материаловедения СПбГУ Алексей Поволоцкий.
При использовании лазерного пиролиза углеводородов происходит превращение топлива с углеродным следом в экологически нейтральное топливо. Этот процесс представляет собой отрыв атомов водорода от молекул природного газа в плазме, которая формируется сфокусированным лазерным пучком. При этом углерод собирается в виде твердой фазы.
Отличительной особенностью метода является возможность использования существующей системы газопроводов и генерации водородного топлива непосредственно перед его использованием потребителем. Это исключает необходимость траты средств на хранение и транспортировку водорода, обладающего повышенной текучестью и взрывоопасностью.
Результаты проведенной в СПбГУ работы показали перспективность данных разработок, теперь ученые университета в рамках деятельности ПИШ СПбГУ планируют провести дополнительные научно-исследовательские работы с последующим выходом на опытно-конструкторскую разработку малогабаритных устройств бытового применения.
Исследование ученых университета, направленное на получение водорода из природного газа под действием лазерного изучения, поддержано грантом Российского научного фонда. Сегодня Санкт-Петербургский университет является лидером по количеству грантов РНФ: в 2022 году ученые СПбГУ получили 112 грантов, это 5,5% от общего числа победивших проектов и наибольшее число грантов для одной организации. В 2023 году университет сохранил лидерство по данному конкурсу РНФ: ученые СПбГУ получили 70 грантов, это 5% от общего числа победивших проектов.
Информация предоставлена пресс-службой СПбГУ
Источник фото: ru.123rf.com
