Сибирские ученые разрабатывают технологии для строительства водородных заправок

Федеральный грант на 650 млн рублей в течение пяти лет получит Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН на развитие национальной технологической инициативы «Водородные технологии». В реализации программы участвуют якутские ученые из Института проблем нефти и газа СО РАН, сообщили ЯСИА в Академии наук Якутии.

Расположенный в новосибирском Академгородке федеральный исследовательский центр «Инститyт катализа им. Г.К. Борескова» Сибирского отделения РАН, стал одним из пяти победителей грантового конкурса Минобрнауки России. В течение пяти лет институт получит 650 млн руб. на развитие центра компетенций НТИ по направлению «Водородные технологии». Центр специализируется на разработке индустриальных технологий получения водорода с низким углеродным следом и поиске вариантов строительства водородных заправок. Центр поддерживают ООО «Газпромнефть-Промышленные инновации», ПАО «Татнефть», Салаватский катализаторный завод, ООО «Инэнерджи», АО «Наука и инновации» и другие.

Водородные технологии – это безусловный тренд развития современной науки и энергетики. Водородная энергетика рассматривается как один из приоритетов технологического развития России. Она призвана внести вклад в декарбонизацию мировой экономики и тем самым снизить антропогенное влияние на изменение климата.

В состав консорциума водородных технологий входят Томский политехнический университет, Институт катализа СО РАН, Институт проблем химической физики РАН, Институт нефтехимического синтеза РАН, Уральский федеральный университет, Сахалинский госуниверситет, Самарский политехнический университет, Институт проблем нефти и газа СО РАН, Институт сильноточной электроники СО РАН, Томский научный центр СО РАН, Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Казанский государственный энергетический университет, Казанский национальный исследовательский технологический университет, Российский химико-технологический университет.

Одним из участников консорциума является Институт проблем нефти и газа СО РАН, расположенный в Якутске. ИПНГ СО РАН разработает практические рекомендации по использованию углеродного наноматериала, образующегося в качестве побочного продукта в процессе получения водорода методом каталитического пиролиза природного газа.

Для чего нужны данные технологии, и почему следует развивать спрос на них, рассказывает Марина Соколова, директор Института проблем нефти и газа СО РАН:

— Углеродные наноматериалы (УНМ) в последние десятилетие нашли широкое применение в самых передовых наукоемких отраслях экономики: авиастроении, космической технике, кораблестроении, высокоскоростной технике, химической промышленности, цифровой технике и пр. Цена на такие материалы в настоящее время чрезвычайно высока, развитие возможностей получения УНМ с более низкой ценой, причем в рамках реализации проекта по получению водорода, безусловно, расширит возможности их применения. Введение УНМ в состав полимерных композитов способствует улучшению ряда специфических эксплуатационных характеристик материалов, таких как трещино- и износостойкость, прочность при различных типах разрушающего воздействия, электропроводность и пр. К примеру, полимерные композиционные материалы с УНМ с улучшенным комплексом низкотемпературных свойств найдут широкое применение в технике, эксплуатация которой осуществляется в северных и арктических регионах, характеризующихся экстремально-низкими температурами окружающего воздуха в зимний период.

— Как используется водород в современной промышленности и экономике?

— Водород нашел чрезвычайно широкое применение в так называемой водородной энергетике. Водород как экологически-чистая альтернатива существующим источникам энергии все больше применяется как топливо для автотранспорта, как авиационное топливо, для снабжения теплом и электроэнергией в жилищном хозяйстве, на его основе производят топливные элементы для мобильных устройств и пр. Все большее распространение водорода как источника энергии предопределяется его высокой распространенностью в природе и тем, что при его окислении образуется вода, которая, вновь вводится в оборот водородной энергетики при синтезе водорода методом электролиза. Многие химические процессы, в том числе, связанные с производством современных марок бензина, взаимосвязаны с потреблением водорода. В совокупности современная общественность стремится снизить влияние жизнедеятельности человека на окружающую среду, поэтому внедрение водорода, как источника энергии является несомненно одним из самых действенных способов снижения выбросов углекислого газа и других продуктов окисления топлив в окружающую среду.

— Можно ли сказать, что использование водорода снизит экологический след? Что изменится благодаря проекту?

— Передовая научная и политическая общественность ЕС, США, Японии и других стран позиционирует переход на водородную энергетику как наиболее значимый шаг в развитии зеленых технологий. В США, Германии, Южной Корее и др. уже имеются стратегии перевода автотранспорта, систем тепло- и энергоснабжения на водородную энергетику. Стратегии предусматривают планы развития до 2040-50 гг. и подразумевают перевод до 50% и более потребностей промышленности и населения на мощности водородной энергетики. Миллиарды долларов вкладываются в развитие данной отрасли и технологий на ее основе. Россия, как один из лидеров по объемам разведанных запасов и добычи нефти и газа имеет несомненные преимущества и ресурсы для реализации проектов, направленных на внедрение водородных технологий. Однако, вопрос использования побочных продуктов (прежде всего, УНМ) синтеза водорода должен решаться параллельно и в полной мере соответствовать планируемым объемам их производства. Разработка новых материалов и поиск новых областей применения УНМ, как побочного продукта производства водорода, является одной из важнейших задач данного проекта и будет способствовать развитию других отраслей промышленности и хозяйства.

Отметим, что данное направление исследований реализуется Институтом проблем нефти и газа СО РАН в рамках программы Научно-образовательного центра «Север: территория устойчивого развития» и относится к кластеру энергообеспечения и новых энергоносителей.

СПРАВКА

Программа господдержки центров компетенций НТИ стартовала в 2017 году. Всего в России насчитывается 16 центров компетенций НТИ, которые занимаются разработками в области искусственного интеллекта, фотоники, робототехники, квантовых технологий и т. п. Также центры создают образовательные программы для подготовки специалистов по сквозным технологиям. Центры стали платформой для развития кооперации университетского, научного и бизнес-сообщества с целью преодоления технологических барьеров и укрепления позиций российских компаний на глобальных рынках НТИ. В 2021 году в отборе на предоставление грантов государственной поддержки центров компетенций НТИ на базе учреждений высшего образования и научных организаций было подано 20 заявок. В результате было выбрано пять победителей на основании оценки научно-технического потенциала участника в области сквозной технологии, опыта управления правами на результаты интеллектуальной деятельности, значимости научно-технологических задач и перспектив их коммерциализации, а также потенциала участников консорциума и экономической модели деятельности центра.