Общество
Лента новостей
Лента новостей
Сегодня
Политика
Общество
Бизнес
Культура
Сделано Русскими
О проекте
Редакция
Контакты
Размещение рекламы
Использование материалов
Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС 77 – 65733 выдано Роскомнадзором 20.05.2016.
Новости
Общество
Общество

«Водородная революция» от новосибирских ученых

В России запатентована технология, в разы удешевляющая получение сверхчистого водорода
Владимир Лактанов
1 мин

Оборудование для очистки водорода. Фото: mashprom.ru

Если планы разработчиков из Института неорганической химии СО РАН и наноцентра «СИГМА.Новосибирск» сбудутся, их изобретение начнет использоваться производителями тяжелых установок для получения и очистки водорода во всем мире.
Чистый водород активно используется в самых разных областях современной экономики. Газ необходим для химического синтеза соляной кислоты, метанола и аммиака, позволяет гидрогенизировать продукты нефтепереработки, повышая их качество. Чистый водород  требуется в производстве мыла и многих видов пластмасс, а в пищевой промышленности одобрен в качестве упаковочного газа (Е494).
В сочетании с окислителем — кислородом — газ создает пламя с температурой до 2800 °C, что делает его не только отличным ракетным горючим, но и топливом, подходящим для работы с самыми тугоплавкими металлами, их резки и сварки. Глобальный рынок чистого водорода оценивается примерно в 50 млн тонн (при стоимости от 2 до 7 долларов за килограмм) и постоянно увеличивается.
Ожидается, что в следующие годы эта цифра будет расти еще быстрее, ведь использование водорода в качестве горючего лишь набирает обороты. Электрохимические топливные элементы, в которых химическая энергия чистого водорода напрямую преобразуется в электричество, — одни из самых перспективных устройств для питания двигателей в электромобилях новых поколений.
Около половины всего производимого в мире водорода получается электролизом воды в присутствии солей. Однако этот процесс требует огромных затрат энергии, поэтому главным конкурентом этого процесса считается переработка природного газа — метана — либо в ходе его неполного окисления кислородом, либо при конверсии в струе перегретого пара. При этом едва ли не главной проблемой такого подхода является последующая очистка, связанная с разделением смеси газов и отделением их (прежде всего, оксида углерода СО) от чистого водорода.
Обычный метод очистки водорода состоит в диффузии газовой смеси через тонкостенные металлические мембраны — прежде всего, палладия. Этот легкий газ обладает уникальной способностью проникать сквозь такую перегородку, и чистота полученного продукта может достигать 99,999 молярных процентов. Палладий — материал отнюдь не дешевый, и для экономии его в промышленных установках не используются мембраны из чистого благородного металла, его лишь наносят тонким слоем на подложку.
Стоимость производства таких мембран можно сократить еще в несколько раз, именно ресурсосберегающую технологию недавно запатентовали новосибирские специалисты. «По нашим оценкам, базовая стоимость мембраны для водорода сейчас — порядка 10–12 тыс. долларов из-за того, что там довольно толстый слой палладия, большое число отходов и дорогой технологический процесс. За счет технологии нанесения мы стараемся достичь стоимости ниже 5 тыс. долларов за квадратный метр», — объяснил один из руководителей наноцентра «СИГМА.Новосибирск» Юрий Логинов.
Новая технология позволяет осаждать палладий из газовой фазы на стальную подложку, предварительно покрытую оксидом циркония. Этот слой сглаживает разницу в свойствах стали и палладия, сохраняя благородное покрытие от быстрого разрушения при больших температурах и давлении, которые необходимы для очистки водорода. Кроме того, «рабочий» слой палладия получается исключительно тонким — 1–5 микрометров — что позволяет дополнительно экономить дорогой металл.
После выхода на рынок разработки сибирских ученых стоимость водорода может существенно упасть, газ станет доступнее для всех областей использования, от ракетной техники до пищевой промышленности. Разработчики полагают, что промышленная технология будет готова примерно через три года.
темы
Новости партнеров
Реклама
Реклама
1 мин