Парниковый эффект - одна из наиболее
острых проблем современности, связанная кроме прочего с растущей
концентрацией углекислого газа в атмосфере Земли. Ученые давно ищут
различные способы переработки CO2. Один из вариантов - преобразование в
метан, синтетическое газовое топливо.
Из-за работы транспорта,
тепловых электростанций, металлургической промышленности в атмосферу
выделяется большое количество углекислого газа, который оказывает
негативное влияние на состояние окружающей среды. "Утилизировать"
излишний CO2 можно благодаря альтернативным источникам энергии -
ветровым и солнечным электростанциям. Природные ресурсы не иссякнут, но
они очень нестабильны: ветер может и не появиться, когда нужно, чтобы
произвести больше электроэнергии. Однако это не единственный минус таких
систем.
- Допустим, у нас есть ветрогенератор, входящий в энергосеть, - поясняет научный сотрудник Института катализа
им. Г.К. Борескова СО РАН кандидат химических наук Жанна Веселовская. -
Если сильный порыв дует ночью, появляется избыток электроэнергии,
потому что потребителей в такое время немного. Ее надо как-то запасти -
например, преобразовав в топливо, которое можно долго хранить.
Первый
этап такого процесса - электролиз воды, итогом которого является
выделение водорода и кислорода, причем последний поступает обратно в
атмосферу. H 2 - экологически чистое топливо, но с ним есть сложности:
водород в сравнении, например, c метаном гораздо более взрывоопасен и
требует немало усилий для хранения. Поэтому и нужен второй этап
преобразования - применение реакции Сабатье, в которой водород
взаимодействует с углекислым газом при повышенной температуре в
присутствии катализатора. В результате получаются метан (CH 4 ) и вода.
- Выходит, полученный благодаря электролизу водород используется для
преобразования в метан, при сжигании которого снова вырабатывается
энергия - только уже не электрическая, а тепловая, - рассказывает Жанна
Веселовская. - Энергия в этом топливе хранится в форме химических
связей, и ее можно использовать по мере потребности. Инфраструктура для
таких технологий уже существует - способные транспортировать CH 4 на
большие расстояния газопроводы, хранилища, система доставки к конечному
потребителю. Метан может быть использован и для транспорта, хотя сейчас в
автомобилях привычнее применять бензиновые и дизельные двигатели.
Например, в Германии уже есть развитая инфраструктура метановых
заправок, и автоконцерн "Ауди" даже разработал автомобиль, двигатель
которого рассчитан на CH 4.
Особенность предложенной
новосибирскими учеными идеи заключается в том, что углекислый газ
предлагается брать непосредственно из воздуха - вместо того чтобы
поглощать из дыма тепловых электростанций, работающих на углеводородном
топливе. Там высокая концентрация углекислого газа, и это удобно, но
возникает проблема с его транспортировкой к месту производства водорода.
Поэтому проще получать CO 2 прямиком из воздуха, что можно делать в
любой точке планеты.
Однако для этого необходим еще один важный
элемент - материал (сорбент), позволяющий сконцентрировать CO2, так как
его содержание в воздухе относительно невелико. Сорбент также должен не
бояться воды, присутствующей в воздухе, и отдавать углекислый газ после
того, как его поглотит, - такой процесс называется регенерацией
материала. Для этого сорбент необходимо нагреть до определенной
температуры - в идеале невысокой для большей экономии энергии.
-
Мы использовали карбонат калия (K 2CO 3), - добавляет Жанна
Веселовская. - Он относится к хемосорбентам, образующим химические
соединения при взаимодействии с поглощаемым веществом. У них высокая
емкость и селективность в сравнении с обычными сорбентами - ведь в
воздухе немало других газов, которые нужно отделять.
Однако у
кристаллического карбоната калия есть один недостаток - низкая скорость
сорбции. Чтобы это исправить, активный компонент - карбонат калия -
необходимо диспергировать (измельчить), так как у множества маленьких
частиц доля поверхностных атомов больше, и, соответственно, они более
реакционноспособны. Здесь на помощь приходит пористый носитель (в данном
случае - на основе оксида алюминия), который пропитывается активным
компонентом.
- K 2 CO 3 нужен, чтобы сконцентрировать углекислый
газ из воздуха, а носитель здесь - как губка с наноразмерными порами: в
них и закрепляется карбонат калия, - поясняет исследовательница. -
Когда эта система взаимодействует с воздухом при комнатной температуре,
углекислый газ вступает в реакцию с частицами активного компонента
внутри носителя и образует фазы, которые содержат больше CO 2. Помимо
прочего, носитель улучшает прочностные характеристики и механическую
стабильность сорбента.
Таким образом, материал нагревается,
чтобы отдать углекислый газ, после чего сконцентрированный CO2
смешивается с уже полученным при электролизе водородом и отправляется в
реактор, где находится катализатор метанирования - никелевый или
рутениевый. Инженерные решения для исполнения могут быть разными:
например, в проточный адсорбер помещен сорбент, а нагретый газ из него
идет в отдельный реактор с катализатором.
- Разработанный нами
материал хорошо себя показал в сравнении с другими, - подытоживает Жанна
Веселовская. - Его еще нужно оптимизировать: сейчас температура
регенерации составляет 300 °С, а ее уменьшение даст возможность снизить
затраты. Говоря о новизне нашей работы, на развитие которой был дан
грант РНФ, следует отметить: тот факт, что карбонат калия
взаимодействует с углекислым газом на воздухе, хорошо известен и открыт
не нами. Сорбенты на основе карбоната калия тоже изучались ранее. Вместе
с тем, работ по применению этих материалов для сорбции углекислого газа
из воздуха практически не было - равно как и по совмещению технологии
концентрирования атмосферного CO 2 с его последующим метанированием.
Получаемое
топливо можно использовать для обогрева помещений или заправки
транспортных средств. Технология потенциально позволяет производить
метан там, где расположен электрогенератор, работающий от
альтернативного источника энергии. Это будет очень ценно в
труднодоступных районах, куда топливо из-за особенностей местности
доставлять сложно и дорого.
Алена Литвиненко
Сибирские ученые научились добывать топливо из воздуха и водыНТВ (ntv.ru), 17.10.2017
Новосибирские ученые научились получать топливо из воды и воздухаKp.ru, 17.10.2017
Сибирские ученые научились получать топливо из воды и воздухаФедеральная Грузинская национально-культурная автономии в России (kartvelebi.ru), 17.10.2017
В России получили топливо из воздуха и водыУтро.ru, 17.10.2017
Как бороться с СО2Академгородок (academcity.org), 17.10.2017
Сибирские ученые разрабатывают экологичное топливоНаука в Сибири (sbras.info), 17.10.2017
Сибирские ученые научились получать топливо из воды и воздухаДыхание жизни Кыргызстана (dem.kg), 17.10.2017
Сибирские ученые научились получать топливо из воды и воздухаНовосибирские новости (nscn.ru), 17.10.2017
Топливо из воздуха и воды научились получать сибирские ученыеИПП Соловей (solovei.info), 17.10.2017
Сибирские ученые научились получать топливо из воды и воздухаCA-NEWS (ca-news.org), 17.10.2017
Сибирские ученые научились делать топливо из воздухаРоссийская газета (rg.ru), 17.10.2017
Сибирские ученые научились получать топливо из воды и воздуха.Новости@Mail.ru, 17.10.2017
Сибирские ученые научились получать топливо из воды и воздухаНефть России (oilru.com), 17.10.2017
Сибирские ученые научились получать топливо из воды и воздухаNewsRbk.ru, 17.10.2017
Сибирские ученые научились получать топливо из воды и воздухаПульс Планеты 24/7 (puls-planety247.ru), 17.10.2017
Сибирские ученые обучились получать горючее из воды и воздуха1nnc.net, 17.10.2017
Сибирские ученые научились получать топливо из воды и воздухаTop100News (cmk1.ru), 17.10.2017
Новосибирские ученые разрабатывают экологичное топливоРИА Сибирь (ria-sibir.ru), 17.10.2017
В Новосибирске научились получать топливо из воздуха и водыSeoma.ru, 17.10.2017
В Новосибирске научились получать топливо из воздуха и водыHi-News.ru, 17.10.2017
В Новосибирске научились получать топливо из воздуха и водыTopblognews.ru, 17.10.2017
В Новосибирске научились получать топливо из воздуха и водыCitynovosti.ru, 17.10.2017
Сибирские ученые научились превращать воду и воздух в горючееУтренние новости (morning-news.ru), 17.10.2017
Ученые Новосибирска научились получать топливо из воздухаIprim.ru, 17.10.2017
В России получили топливо из воздухаTop100News (cmk1.ru), 17.10.2017
Ученые Новосибирска научились получать топливо из воздуха123ru.net, 17.10.2017
Ученые Новосибирска научились получать топливо из воздухаИА Восток-медиа, 17.10.2017
Российские ученые заявили, что научились получать топливо из воздухаVlasti.net, 17.10.2017
Русские ученые выдумали, как превращать воду и воздух в горючееKremlin Press (kremlinpress.com), 17.10.2017
Новосибирские ученые научились получать горючее из воды и воздухаРЫБИНСКonLine (ryb.ru), 17.10.2017
Сибирские ученые научились получать горючее из воды и воздухаNewsforBreakfast.ru, 17.10.2017
Российские ученые предложили способ создания топлива из воздухаInformburo.dn.ua, 17.10.2017
Российские ученые придумали, как превращать воду и воздух в топливоРИА ФАН (riafan.ru), 17.10.2017
Российские ученые изобрели способ получать топливо из воздухаРИА Новый День (newdaynews.ru), 17.10.2017
Российские ученые предложили способ создания топлива из воздухаИА Regnum, 17.10.2017
Топливо из воздуха научились делать ученые СибириIslam-today.ru, 17.10.2017
Сибирские ученые научились превращать воду и воздух в топливоВечерняя Москва (vm.ru), 17.10.2017
Сибирские ученые научились превращать воду и воздух в топливоMosDay.ru, 17.10.2017
Сибирские ученые предлагают обогревать помещения с помощью топлива из воды и воздухаСоль (salt.zone), 17.10.2017
Сибирские ученые научились добывать топливо из воздуха и водыUpmonitor.ru, 17.10.2017
Ученые из Новосибирска научились добывать экологическое топливо из воздухаVestisibiri.ru, 17.10.2017
Ученые из Новосибирска научились добывать экологическое топливо из воздухаНовосибирский городской сайт (ngs.ru), 17.10.2017
"Ученые из Новосибирска научились добывать экологическое топливо из воздуха"Ivest.kz, 17.10.2017
В Сибири научились делать топливо из воздухаGoogle Новости ТОП, 17.10.2017
Углекислый газ в топливо научились перерабатывать новосибирские ученыеTop100News (cmk1.ru), 18.10.2017
Топливо из воздуха предложили добывать новосибирские ученыеНовости регионов России (skoronovosti.ru), 18.10.2017
Сибирские ученые научились добывать экологичное топливо из воздухаTop100News (cmk1.ru), 18.10.2017
В Новосибирске научились получать топливо из воздуха и водыFresh-News.org, 18.10.2017
Сибирские ученые научились превращать воду и воздух в топливоTop100News (cmk1.ru), 18.10.2017
Сибирские ученые придумали, как делать топливо из воздухаВладимирский городской портал (cod33.ru), 18.10.2017
Топливо из воздуха предложили добывать новосибирские ученыеВсе новости Новосибирской области (vn.ru), 18.10.2017
Сибирские ученые добывают горючее из воды и воздухаНовости Hi-Tech (android-robot.com), 18.10.2017
В России получили топливо из воздухаВечерний Бишкек (vb.kg), 18.10.2017
В России получили топливо из воздухаFor (for.kg), 18.10.2017
Сибирские ученые научились добывать экологичное топливо из воздухаИА МАНГАЗЕЯ (mngz.ru), 18.10.2017
Новосибирские ученые научились добывать топливо из воды и воздухаНовости регионов России (skoronovosti.ru), 18.10.2017
Сибирские ученые научились добывать экологичное топливо из воздухаВашГород.ру (vashgorod.ru), 18.10.2017
Сибирские ученые придумали, как делать топливо из воздухаТК Звезда (tvzvezda.ru), 18.10.2017
Сибирские ученые добывают горючее из воды и воздухаБелрынок (belrynokby.ru), 18.10.2017
Русские ученые сообщили, что научились получать горючее из воздухаPhoto-fact.ru, 18.10.2017
В Новосибирске научились получать топливо из воздуха и водыPLUS HI TECH (plus-hi-tech.ru), 18.10.2017
Сибирские ученые разработали технологию получения топлива из воздуха1rre.ru, 17.10.2017
Российские ученые разработали способ добывать топливо из воздухаПервый Тульский, 17.10.2017
Российские ученые разработали способ добывать топливо из воздухаGorodskoyportal.ru/tula, 17.10.2017
Ученые научились получать топливо из воды и воздухаНовое время (n-z.tv), 17.10.2017
В РФ получили горючее из воздухаEmigrados.ru, 17.10.2017
Сибирские ученые добывают горючее из воды и воздухаTop Real Estate (topre.ru), 17.10.2017
Новосибирские ученые разрабатывают экологичное топливоVestisibiri.ru, 17.10.2017
В Новосибирске научились получать топливо из воздуха и водыНовые вести (newvesti.info), 17.10.2017
Сибирские ученые научились получать горючее из воды и воздухаAvtoInsider.com, 17.10.2017
Новосибирские ученые научились добывать горючее из воды и воздухаТвой город Псков (tvoygorodpskov.ru), 17.10.2017
Новосибирские ученые научились получать горючее из воды и воздухаБелрынок (belrynok.ru), 17.10.2017
Отыскали способ превращать воздух в горючее ученые из НовосибирскаУтренние новости (morning-news.ru), 17.10.2017
Горючее из воздуха научились делать ученые СибириE-searching.net, 17.10.2017
Сибирские ученые предлагают обогревать помещения при помощи топлива из воды и воздухаЭхо Петербурга (echospb.ru), 17.10.2017
Русские ученые изобрели способ получать горючее из воздухаKremlin Press (kremlinpress.com), 17.10.2017
В Новосибирске научились получать топливо из воздуха и водыlivejournal.com, 17.10.2017
Русские ученые выдумали, как превращать воду и воздух в горючееUnionnews.ru, 17.10.2017
Отыскали способ превращать воздух в горючее ученые из НовосибирскаРЫБИНСКonLine (ryb.ru), 17.10.2017
Новосибирские ученые разрабатывают экологичное топливоИА МАНГАЗЕЯ (mngz.ru), 17.10.2017
Нашли способ превращать воздух в топливо ученые из НовосибирскаНародные новости (nation-news.ru), 17.10.2017
В Новосибирске научились получать топливо из воздуха и водыNanonewsnet.ru, 17.10.2017
Новосибирские ученые научились добывать топливо из воды и воздухаRuNews24 (runews24.ru), 17.10.2017
Сибирские ученые добывают топливо из воды и воздухаTerrNews.com, 17.10.2017
Русские ученые изобрели способ получать горючее из воздуха163gorod.ru, 17.10.2017
Ученые из Новосибирска научились добывать экологическое топливо из воздухаИА МАНГАЗЕЯ (mngz.ru), 17.10.2017
Сибирские ученые добывают топливо из воды и воздухаXoroshiy.ru, 17.10.2017
Школьник из Новосибирска запатентовал гальваническую электростанциюМел (mel.fm), 17.10.2017
Школьник из Новосибирска разработал уникальную гальваническую электростанциюNewsib.ru, 17.10.2017
Новосибирский школьник запатентовал гальваническую электростанциюZiv (ziv.ru), 17.10.2017
Сибирские ученые научились получать топливо из воды и воздуха.Polpred.com, 19.10.2017
Российские ученые предложили способ создания топлива из воздухаPolpred.com, 18.10.2017
В России научились добывать топливо из воздуха123ru.net, 18.10.2017
В России научились добывать топливо из воздухаPolitPuzzle.ru, 18.10.2017
Топливо... из воды и воздуха?Expo2017astana.com, 18.10.2017
В Новосибирске научились получать топливо из воздуха и воды24hitech (24hitech.ru), 18.10.2017
В Новосибирске научились получать топливо из воздуха и водыBTV Бельцкое телевидение (btv.md), 18.10.2017
Сибиряки научились получать топливо из воздуха и водыMarchmont.ru, 18.10.2017
В Сибири научились делать топливо из воздухаРоссийский научный фонд (рнф.рф), 18.10.2017
В России научились создавать топливо из воздуха123ru.net, 19.10.2017
В России научились создавать топливо из воздухаОко планеты (oko-planet.su), 19.10.2017
Топливо из воздуха предложили добывать новосибирские ученыеTop100News (cmk1.ru), 18.10.2017
Новосибирские ученые научились превращать воздух в топливоСПб.Собака.ru (sobaka.ru), 20.10.2017
Сибирские ученые научились делать топливо из воздухаРусская весна (rusvesna.su), 20.10.2017
Ученые из Сибири научились создавать топливо из воздухаInforeactor.ru, 20.10.2017
Сибирские ученые научились делать топливо из воздухаNewstes.ru, 20.10.2017
В Новосибирском институте оптимизируется способ получения топлива напрямую из воздухаProhitech.ru, 19.10.2017
Новосибирские ученые научились превращать воздух в топливоНовости@Rambler.ru, 19.10.2017
Зеленая химия Сибири. "В мире науки" №8-9, 2017Научная Россия (scientificrussia.ru), 21.10.2017
Российские ученые получили тепло из холодаЗеленый мир (zmdosie.ru), 21.10.2017
Сибирские ученые научились получать топливо из воды и воздухаAllpetro.ru (allpetro.ru), 22.10.2017
Российские ученые догадались, как превратить холод в теплоВсемирная Россия (vseruss.com), 23.10.2017
В России научились создавать топливо из воздухаBerdkivi.blogspot.ru, 21.10.2017
Сибирские ученые разрабатывают экологичное топливоCont.ws, 23.10.2017
В Новосибирске научились получать топливо из воздуха и водыEconet.by, 24.10.2017
Российские ученые разрабатывают экологичное топливоРусская планета (rusplt.ru), 11.01.2018