Ученые из Института катализа СО РАН придумали, как из холода получить тепло, которое можно будет использовать для отопления в суровых климатических условиях. Для этого они предлагают в условиях низкой температуры поглощать пары метанола пористым материалом. Первые результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), были опубликованы в журнале Applied Thermal Engineering.

Химики предложили цикл под названием "Тепло из Холода" ("ТепХол"). Ученые преобразуют теплоту, используя процесс адсорбции метанола пористым материалом. Адсорбция - это процесс поглощения веществ из раствора или газовой смеси другим веществом (адсорбентом), который применяют для разделения и очистки веществ.

Cc4cf8fc5d12d734afaa15cba5b775d9b6699103 

Принцип работы «ТепХол» / Юрий Аристов

"Идея была в том, чтобы сначала теоретически предсказать, каким должен быть оптимальный адсорбент, а потом синтезировать реальный материал со свойствами близкими к идеальному, - прокомментировал один из авторов исследования, доктор химических наук Юрий Аристов. - Рабочим веществом являются пары метанола, и обычно их адсорбируют с помощью активированных углей. Вначале мы взяли коммерчески доступные активированные угли и использовали их. Оказалось, что большинство из них "работают" не очень хорошо, поэтому мы решили сами синтезировать новые адсорбенты метанола, специализированные для цикла "ТепХол". Это двухкомпонентные материалы: в них есть пористая матрица, относительно инертный компонент, и активный компонент - соль, хорошо поглощающая метанол".

Далее ученые провели термодинамический анализ цикла "ТепХол", который дает ориентировочное представление о протекании процесса преобразования, и определили оптимальные условия реализации адсорбции. Перед учеными стояла задача узнать, может ли новый термодинамический цикл обеспечить достаточную эффективность и мощность генерации теплоты. Чтобы ответить на этот вопрос, был сконструирован лабораторный прототип установки "ТепХол" с одним адсорбером, испарителем и криостатами, которые имитировали холодный воздух и незамерзающую воду. Адсорбент помещали в специальный теплообменник с большой поверхностью, сделанный из алюминия. Эта установка позволяет производить тепло в прерывистом режиме: оно выделяется при поглощении метанола адсорбентом, а потом требуется время на регенерацию последнего. Для этого давление метанола над адсорбентом уменьшают, чему способствует низкая температура окружающего воздуха. Испытания прототипа "ТепХол" проводили в лабораторных условиях, где имитировались температурные условия сибирской зимы, и эксперимент завершился успешно.

 

Dc4f80735d6a3e8ca80f8cf2c19a9b5022737d1a 

Первый прототип устройства «ТепХол»: 1 – адсорбер, 2 – испаритель/конденсатор, 3 – теромокриостаты, 4 – вакуумный насос / Юрий Аристов


"Используя зимой два природных термостата (резервуара тепла), например окружающий воздух (от - 20 до - 40°С) и незамерзающую воду из реки, озера, моря или грунтовые воды (Т = 0¸ 20°С), с разницей температур 30-60 °C, можно получить теплоту для обогрева домов. Причем чем холоднее на улице, тем легче получить полезное тепло", - рассказал Юрий Аристов.

На сегодняшний день ученые синтезировали четыре новых сорбента, которые находятся в стадии испытаний. По словам авторов, первые результаты этих испытаний очень обнадеживают.
 
 

Источники

Российские ученые получили тепло из холода
Новости@Rambler.ru, 12/10/2017
Российские ученые получили тепло из холода
Газета.Ru, 12/10/2017
Сибирская технология поможет отапливать дома при помощи холода
Индикатор (indicator.ru), 12/10/2017
Россияне научились превращать холод в тепло
События дня (inforu.news), 12/10/2017
Российские ученые получили полезную теплоту из холода
Российская академия наук (ras.ru), 12/10/2017
Россияне научились превращать холод в тепло
33live.ru, 12/10/2017
Россияне научились превращать холод в тепло
Дни.Ру, 12/10/2017
Российские ученые получили тепло из холода
Margust (gazeta-margust.ru), 12/10/2017
Российские ученые получили тепло из холода
Postsovet.ru, 12/10/2017
Российские ученые получили тепло из холода
Российский научный фонд (рнф.рф), 12/10/2017
Сибирская технология поможет отапливать дома при помощи холода
News2 (news2.ru), 12/10/2017
Сибирская технология поможет отапливать дома при помощи холода
Nanonewsnet.ru, 12/10/2017
Россияне могут превращать холод в тепло
Zelv.ru, 12/10/2017
Российские ученые смогли получить тепло из холода
MTS News (mts.kg), 12/10/2017
Российские ученые смогли получить тепло из холода
Gazeta.kg, 12/10/2017
Российские ученые разработали технологию обогрева за счет холода
ПолитРоссия (politros.com), 12/10/2017
Российские ученые смогли получить тепло из холода
Актуальные новости (actualnews.org), 12/10/2017
Ученые из России превратили холод в тепло
NewsRbk.ru, 13/10/2017
Ученые из России превратили холод в тепло
Vladtime.ru, 13/10/2017
Русские ученые научились получать тепло из холода
РЫБИНСКonLine (ryb.ru), 13/10/2017
Ученые из РФ превратили холод в тепло
Kremlin Press (kremlinpress.com), 13/10/2017
Жители России научились превращать холод в тепло
Krasnews.com, 13/10/2017
Ученые из России превратили холод в тепло
Smsstatus.ru, 13/10/2017
Российские ученые научились получать тепло из холода
Inforeactor.ru, 13/10/2017
Россияне научились превращать холод в тепло
Google Новости ТОП, 12/10/2017
В России ученые научились производить из холода тепло
NewsRbk.ru, 13/10/2017
В России ученые научились производить из холода тепло
24 СМИ (24smi.org), 13/10/2017
Ученые из России получили полезное тепло из холода | Земля
Земля. Хроники жизни (earth-chronicles.ru), 13/10/2017
Российские ученые получили полезную теплоту из холода
ИА Ореанда-Новости, 13/10/2017
Российские ученые получили полезное тепло из холода
Kaliningrad-life.ru, 13/10/2017
Российские ученые получили полезное тепло из холода
Вести.ru, 13/10/2017
"Российские ученые получили полезное тепло из холода"
Ivest.kz, 13/10/2017
Российские ученые получили полезное тепло из холода
Пульс Планеты 24/7 (puls-planety247.ru), 13/10/2017
УЧЕНЫЕ ПРЕДЛОЖИЛИ СОГРЕВАТЬСЯ ХОЛОДОМ
Московский Комсомолец, 14/10/2017
Российские ученые догадались, как превратить холод в тепло
Alpol Новости (alpol.ru), 13/10/2017
Российские ученые догадались, как превратить холод в тепло
Raduga01.ru, 13/10/2017
Российские ученые догадались, как превратить холод в тепло
Свежие новости России и мира (da-te.ru), 13/10/2017
Российские ученые догадались, как превратить холод в тепло
Topnews-ru (topnews-ru.ru), 13/10/2017
Российские ученые догадались, как превратить холод в тепло
NewsRbk.ru, 13/10/2017
Российские ученые догадались, как превратить холод в тепло
Московский Комсомолец (mk.ru), 13/10/2017
Российские ученые догадались, как превратить холод в тепло
Regiondv.com, 14/10/2017
Российские ученые догадались, как превратить холод в тепло
Sokol-live.ru, 13/10/2017
Российские ученые разработали технологию обогрева за счет холода
NewsCom (newscom.md), 13/10/2017
Российские ученые разработали технологию обогрева за счет холода
Око планеты (oko-planet.su), 13/10/2017
Российские академики научились получать тепло из холода
Твоя Свободная трибуна (triboona.ru), 13/10/2017
Российские ученые получили полезную теплоту из холода
Polpred.com, 15/10/2017
Российские ученые получили полезную теплоту из холода
Глас Народа (glasnarod.ru), 14/10/2017
УЧЕНЫЕ ПРЕДЛОЖИЛИ СОГРЕВАТЬСЯ ХОЛОДОМ
Московский Комсомолец, 14/10/2017
В России ученые научились производить из холода тепло - 24СМИ
Poliksal.ru, 13/10/2017
Российские академики научились получать тепло из холода
Dni24.com, 13/10/2017
Сибирская технология поможет отапливать дома при помощи холода
ИА ИНВУР (invur.ru), 16/10/2017
Тепло из холода
Экономика и ТЭК России (tek-russia.com), 16/10/2017
Тепло из холода
Cont.ws, 16/10/2017
Российские химики получили тепло из холода
Метеовести (meteovesti.ru), 16/10/2017
Зима больше не страшна - тепло будет получаться из холода
Царьград ТВ (tsargrad.tv), 18/10/2017
Зима больше не страшна - тепло будет получаться из холода
Спутник Новости (news.sputnik.ru), 18/10/2017
Альтернативную систему обогрева придумали новосибирские ученые
Российская академия наук (ras.ru), 14/11/2017
Крепче мороз - больше тепла
Российская газета # Спецвыпуск, 15/11/2017
Российские ученые догадались, как превратить холод в тепло
ПВО - региональное отделение в Республике Башкортостан (pvorb.ru), 22/11/2017
Как без огня согреться в сибирскую стужу
Российская газета (rg.ru), 14/11/2017
Сибирские ученые придумали отапливать дома морозом
Sibnet.ru, 24/11/2017
В Хакасии могут появиться дома, отапливаемые холодильниками
ИА Хакасия (19rus.info), 27/11/2017

Похожие новости

  • 08/06/2018

    Новосибирские химики научились извлекать чистый водород из биотоплива

    Ученые из России создали новые нанокатализаторы, которые позволяют разлагать различные виды биотоплива и извлекать из них чистый водород. Инструкции по их сборке были опубликованы в статье, опубликованной в издании International Journal of Hydrogen Energy.
    302
  • 21/07/2017

    Новосибирские ученые нашли способ улучшить работу очистителей воздуха

    Ученые НГУ выиграли грант Российского научного фонда (РНФ). Разработка ученых поможет решить фундаментальные научные задачи, а также улучшить работу бытовых и профессиональных очистителей воздуха. Тема работы новосибирских ученых — «Фото- и терморазложение металлокомплексов как способ формирования наночастиц металлов и биметаллических структур на поверхности фотокаталитически активных материалов».
    830
  • 08/02/2018

    Новосибирские ученые разработали метод утилизации иловых осадков

    ​В Институте катализа имени Г. К. Борескова СО РАН разработали и внедряют в практику метод утилизации иловых осадков коммунальных вод — отходов, переработка которых очень сложна. В перспективе этот метод позволит не только избавляться от токсичных отходов, но и получать из них тепловую энергию.
    465
  • 24/04/2018

    Как сделать жилье более доступным и экологичным?

    ​​Дом - это что-то теплое, уютное и, на первый взгляд - очень консервативное. Но на самом деле и строительство попевает за техническим прогрессом. Как сделать жилье более доступным, дешевым, экологичным? Мы создали краткий обзор тенденций и технологий будущего, которые появляются уже сейчас.
    429
  • 23/10/2017

    Что нужно для развития химической отрасли

    ​Развитие химической отрасли немыслимо без инноваций, поэтому особое значение приобретает трансфер современных технологий. Еще лет пятнадцать назад в случае необходимости в том или ином продукте о подобной проблеме не задумывались, и нужная продукция просто импортировалась.
    542
  • 15/09/2018

    Новосибирские учёные усовершенствовали технологию обеззараживания воздуха

    Новосибирские учёные усовершенствовали технологию обеззараживания воздуха. Разработанные в Академгородке фильтры в перспективе можно будет использовать даже в космосе, по характеристикам они в разы лучше существующих.
    165
  • 12/09/2017

    Ученые ИК СО РАН работают над проблемами переработки углеводородов

    ​Богатые запасы нефти - еще не решение всех проблем страны хотя бы потому, что переработка углеводородов требует больших вложений, сил и сложных технологических решений, то есть сотрудничества промышленников и ученых.
    864
  • 25/09/2018

    Патент недели: эффективный катализатор

    ​Альтернативные виды топлива, возобновляемые энергоносители или тотальный переход на электрическую тягу на транспорте еще долго будут утопическими проектами. Традиционное топливо на основе углеводородов пока остается востребованным, хотя к нему и есть множество вопросов, начиная от опасности возгорания, заканчивая экологией.
    138
  • 31/10/2016

    Сибирские химики выращивают кристаллы счастья

    Поняв, как выращивать кристаллы солей серотонина - знаменитого гормона счастья, российские ученые выяснили, как лучше предсказывать формы других кристаллов, выращиваемых из растворов. Химикам из Сибирского отделения РАН удалось сделать важный шаг к пониманию того, по каким законам выстраиваются молекулы в кристаллах, выращенных из различных сред.
    1223
  • 20/02/2017

    Новосибирские ученые предлагают недорогой способ утилизации отходов канализации

    ​Утилизировать отходы сточных вод с помощью катализаторов предложили новосибирские ученые. Обычно иловые осадки складируют на специальных полигонах или сжигают с применением песка. Это затратно и неэкологично.
    1145