Ученые Томского политехнического университета разработали технологию, которая позволяет из твердых отходов — древесных опилок, угольной пыли, шлама, старых покрышек — получать синтез-газ с высоким, от 20 до 40 %, содержанием водорода. Особенность технологии в том, что из отходов получается не один полезный продукт, а сразу три. При переработке выделяется минимальный объем СО2 — не более 5 % от общего объема синтез-газа. В перспективе ученые рассчитывают свести это значение до нуля и найти наиболее эффективный способ выделения чистого водорода из смеси.  

Фото: установка для термической конверсии  

В Томском политехе технология разработана на базе научно-исследовательского центра «Экоэнергетика 4.0» Инженерной школы энергетики. Здесь уже создана линейка установок, которая позволяет работать с разными объемами исходного продукта — от нескольких граммов до 20 кг. На базе томской ТЭЦ-3 создан стенд комплексных испытаний для отработки технологии, здесь можно работать уже с объемом исходного продукта 4 тонны в час. 

В основе технологии лежит метод паровой термической конверсии. Исходный продукт подвергается воздействию пара при высоких температурах — от 500 до 1200 градусов Цельсия в зависимости от материала.

«Глобальная цель, которую мы преследуем в этом и в других наших исследованиях, — найти реально работающие способы, которые из никому не нужных отходов, никак не используемых в энергетике, позволят получать высокомаржинальные продукты, причем максимально экологично. Мы ставим задачу не утилизации, а переработки отходов, — говорит руководитель проекта, заместитель директора по развитию Инженерной школы энергетики ТПУ Владимир Губин. — Мы работаем с древесными опилками, старыми покрышками, отходами угольной промышленности — это штыб, шлаки, шлам, угольная пыль. Эксперименты показали, что именно из последних получается синтез-газ с самым высоким содержанием водорода».
В установках, разработанных в ТПУ, исходный материал в спрессованном виде разрушается под действием водяного пара в присутствии кислорода или без, в зависимости от материала. Происходит процесс, который ученые называют «недогорением», потому что разрушается только органическая часть материала. 

«В конечном итоге мы получаем три продукта в разных фазах. В твердой — углеродная крошка, она может использоваться в дорожных покрытиях или при дополнительной очистке в качестве фильтра. Если исходным материалом были сосновые опилки, после переработки мы получаем прекрасный биоуголь для приготовления пищи. В жидкой фазе получаем жидкое углеводородное топливо, его можно использовать для отопления. В газообразной — синтетический газ, состоящий из водорода, минимального процента углекислого газа и азотных соединений. Синтез-газ прекрасно горит, поэтому его можно также использовать для обогрева, возвращать в технологический цикл и извлекать из него водород», — поясняет Владимир Губин. ​

Дальше ученые намерены найти наиболее эффективный способ выделения водорода и снижения содержания углекислого газа или его экологичной утилизации. 

«Термическая конверсия — основной метод, как можно из твердого материала получить синтез-газ. Этот метод сегодня активно развиваются в США и Китае, и по масштабам внедрения технологий Россия пока отстает. Однако мы значительно опережаем зарубежных коллег по уровню фундаментального исследования процесса, что дает нам уже практические преимущества: мы получаем больше полезных продуктов», — поясняет ученый. ​



Похожие новости

  • 10/05/2016

    12-13 мая в Томске пройдет третий форум молодых ученых U-NOVUS

    ​​Более 1 тыс. молодых ученых из России, Казахстана, Франции и Нидерландов зарегистрировались для участия в форуме U-NOVUS, который пройдет в Томске. "Для участия в форуме зарегистрировались 1266 человек, 348 из них - из других городов России, а также из Казахстана, Франции и Нидерландов.
    2965
  • 25/06/2021

    Специалисты России и Германии обсудили, как обеспечить контроль ИИ

    ​Российские и немецкие специалисты в области информационных технологий в рамках воркшопа «Искусственный интеллект и право» обсудили ряд актуальных проблем, связанных с использованием ИИ в разных сферах человеческой жизни.
    936
  • 06/02/2017

    В Томске пройдет первый этап отбора лучших инновационных проектов России и СНГ

    ​В Томске пройдет крупное мероприятие по отбору лучших инновационных проектов в России и СНГ Open Innovations Startup Tour 2017; за возможность выйти в финал поборются приезжие команды из нескольких соседних регионов, победитель получит поддержку Фонда "Сколково", сообщает пресс-служба фонда.
    1380
  • 01/09/2021

    Диплом за лучший доклад, подписание соглашения о сотрудничестве, участие в выставке и круглые столы: ТУСУР на форуме «Армия — 2021»

    Делегация Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники приняла участие в международном научно-техническом форуме «Армия — 2021». Сотрудники университета провели несколько круглых столов, выступили на пленарных заседаниях, подписали соглашение о сотрудничестве.
    237
  • 13/05/2021

    12 мая – День женщин в математике (ВИДЕО)

    ​Математический центр ТГУ выпустил видеоролик, рассказывающий о выдающихся женщинах-математиках.  В 2018 году Международный математический союз принял решение объявить 12 мая Днём женщин в математике.
    2171
  • 04/08/2021

    Эксперт ТПУ рассказал о Консорциуме водородных технологий на интенсиве «Архипелаг 2021»

    ​Директор Инженерной школы природных ресурсов Томского политеха Артем Боев стал участником экспертной сессии, посвященной водородной энергетике — новому направлению технологического развития.Мероприятие в рамках проектно-образовательного интенсива по подготовке команд в сфере сквозных технологий «Архипелаг 2121» собрало экспертов из разных сфер и отраслей: профильных министерств, крупных индустриальных компаний, представителей регионов России.
    1342
  • 04/04/2016

    В Томске разработали фитостену из живых растений для очистки воздуха

    ​Двухметровый "гобелен" из живых растений появится в Научной библиотеке Томского госуниверситета в качестве средства для очистки воздуха и арт-объекта. "Современный отделочный материал выделяет различные вредные вещества, поэтому при создании фитостены мы будем сажать растения, так называемые биофильтры, которые поглощают различные токсические вещества.
    1813
  • 31/05/2016

    До конца 2018 года ТПУ завершит создание Научного парка

    ​Первая очередь Научного парка, открытая к 120-летнему юбилею Национального исследовательского Томского политехнического университета (ТПУ) стала, вероятно, самым весомым и ценным подарком вуза университетской элите, студентам, аспирантам и всем тем, кто не мыслит себя сегодня вне науки.
    2651
  • 05/08/2021

    12 научных центров займутся созданием технологий повышения иммунитета

    12 ведущих научных центров РФ объединились в консорциум для реализации масштабного проекта «Программирование иммунитета для терапии и здорового долголетия». В коллаборации участвуют Томский государственный университет; Томский НИМЦ, в структуре которого шесть академических институтов СО РАН; НМИЦ кардиологии Минздрава России; Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.
    1285
  • 20/09/2021

    30 студенческих стартапов прошли отбор в акселератор на интенсиве ТПУ и Университета Иннополис

    Завершился отбор лучших студенческих стартапов конкурса StartupHouse, организованный Томским политехническим университетов и Университетом Иннополис. Им предстоит пройти двухмесячный интенсив, по результатам которого они смогут получить до 10 миллионов рублей от инвесторов, бизнес-ангелов и венчурных фондов, а также гранты в размере 3 млн рублей от Фонда содействия инновациям для развития своего проекта.
    194