Пресс-релиз: Ученые КБГУ нашли способ безопасного хранения водорода
Ученые Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х. М. Бербекова нашли способ безопасного хранения водородного топлива. Речь идет об использовании технологии применения природного серпентинита для сорбирования различных углеводородов, об этом рассказал руководитель центра водородных технологий КБГУ Рамазан Тегаев.
Один из наших проектов, который реализуется во взаимодействии с различными подразделениями вуза, называется «Криосорбционный метод хранения и транспортировки водорода с использованием серпентинита в качестве природного сорбента». Уникальность проекта заключается в применении в качестве криосорбционного материала серпентинита (змеевика), запасы которого на Кавказе — горной территории с многочисленными потухшими и спящими вулканами — исчисляются миллиардами кубов с открытой добычей,
— рассказал собеседник агентства.
Серпентенит — это плотная горная порода, образовавшаяся при метаморфизме магматических пород, состоит главным образом из минералов группы серпентина. Минералы этой группы богатые магнием. Ученые используют их свойства в своей разработке.
Изобретенная нами технология экологически чистая, универсальная, дешевая и легкая в реализации,
— отметил руководитель центра.
По словам Тегаева, разработки ученых КБГУ актуальны, поскольку водород считается самым эффективным, экологически чистым топливом, которое уже широко используется в транспортной сфере и энергетике, при сгорании он не выделяет вредных парниковых газов типа CO2 — только водяной пар.
Будущее за водородом, однако промышленность сталкивается с проблемами его использования из-за сложности безопасного хранения и транспортировки. Примером хранения водорода является применение активированного угля в качестве адсорбента, но, по словам ученых, для получения одного килограмма активированного угля надо сжечь два кубометра древесины. Тогда как горная порода серпентинит, имеющаяся на территории Кабардино-Балкарии, легче аналогов и превосходит их по сорбционным свойствам, пористости, а также обладает свойствами, необходимыми для выполнения задачи по эффективному использованию ее в качестве сорбента водорода. Это подтверждено результатами наших экспериментов — серпентинит эффективно поглощает водород и так же эффективно его отдает,
— пояснил руководитель центра.
Внедрение в промышленность
Как рассказали в вузе, при стандартном способе транспортировки и хранения жидкого водорода необходимы металлические баллоны или накопительные станции, выдерживающие давление в 700 атмосфер. Тогда как разработанный в КБГУ метод состоит в хранении водорода в обычном газовом баллоне под давлением в две атмосферы.
Как пояснил Тегаев, водород, находящийся в баллоне под давлением в две атмосферы, может использоваться в целях эксплуатации электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания. В нашей лаборатории на водороде работает двигатель внутреннего сгорания.
У нас уже есть патент, разработки проходят стадию создания различных модификаций материала. Мы переходим в стадию прикладных экспериментов на различных двигателях, в том числе автомобильных,
— рассказал он.
Ожидаемый итог проекта — емкости с водородом со 100-процентной взрывобезопасностью, заполненные серпентинитом, содержащим в нано-капиллярах водород для хранения и использования в быту и на транспорте.
В качестве коммерческого эффекта предполагается выход на крупных производителей водорода в промышленных масштабах с целью внедрения предложенных разработок в данной области,
— добавил собеседник агентства.
Электромагнитные ловушки для углеводородов
Сотрудники Центра водородных технологий КБГУ нашли еще одно применение серпентинита — это разработка метода очистки поверхностей воды от углеводородов с помощью нанокомпозитных магнитных ловушек. Благодаря серпентиниту можно очистить почву или поверхность воды от разливов нефти — для этого надо посыпать пятно измельченным до порошкообразного состояния специально обработанным серпентинитом, который «впитывает» нефть, затем эту субстанцию механическим способом собирают, впоследствии отделяя углеводороды от минерала.
Нам удалось обнаружить магнетизм серпентенита при его измельчении и определенной обработке,
— рассказал Тегаев.
Специалисты КБГУ выделили из серпентинита магнетит и совместно с коллегами из центра прогрессивных материалов и аддитивных технологий КБГУ провели научную разработку. Результатом стало изготовление магнитных пленок, в составе которых магентит и полимер.
Наряду с сорбционным методом очистки воды ученые нашли серпентиниту применение в области очистки поверхностей от углеводородных загрязнений.
Впервые в мире нам удалось произвести очистку поверхности от нефтяного пятна с помощью серпентинита и нанокомпозитных электромагнитных ловушек,
— пояснил руководитель центра.
По словам Тегаева, в мире нет аналогов ни по хранению жидкого водорода под низким давлением, ни по использованию магнитных свойств серпентинита для очистки воды от нефтепродуктов.
О центре
Центр водородных технологий Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х. М. Бербекова был создан в конце 2021 года в рамках реализации программы Приоритет 2030. Центр проводит научно-исследовательскую работу в области водородной энергетики: разработка топливных элементов зеленого водорода; получение новых композитов, из которых будут изготавливаться резервуары для хранения и транспортировки жидкого водорода; создание поглотителей водорода на основе природных материалов для транспортировки водорода, а также осуществляет подготовку кадров в области водородной энергетики.
В центре работают 20 ученых, специализирующиеся на исследованиях в области физики, химии, математики, биологии, которые занимаются созданием «зеленого» топлива и проблемами безопасности его транспортировки, в частности поиском новых сорбентов на основе природного сырья Кабардино-Балкарии.
