​ 
Специалисты из ФИЦ «Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН» исследуют метод получения водорода и этилена из природного газа с помощью нанодисперсного катализатора и лазерного излучения. Сейчас при поддержке Российского научного фонда они создают вычислительную модель метода, которая необходима для масштабирования технологии от лабораторного уровня к опытно-демонстрационному. Стоимость получаемых продуктов в несколько раз выше, чем стоимость природного газа, что важно для экономики.  
 
Метан как основной компонент природного газа транспортируется и потребляется в развитых странах как энергоноситель и химическое сырье. Этот относительно дешевый углеводород привлекателен для химической промышленности в плане получения продуктов с высокой добавленной стоимостью, в числе которых водород. Актуальность исследования ученых ИК СО РАН связана с развитием водородной энергетики. Этилен как один из самых многотоннажных полупродуктов широко используется в разных отраслях экономики — от сельского хозяйства до производства полимерной упаковки.
 
Получение водорода и этилена из метана экономически выгодно по сравнению с экспортом природного газа. Ведущий научный сотрудник ИК СО РАН кандидат физико-математических наук Валерий Николаевич Снытников приводит пример: стоимость итоговых продуктов примерно в 8 раз выше стоимости исходного сырья. 
 
По словам ученого, существует ряд технологий получения водорода из метана, но у них есть свои ограничения. Так, ранее при сильном нагревании метана без использования катализаторов на выходе образовывались водород и углерод в виде сажи для производства резины, краски и других продуктов. Но стоимость сажи невысока, потребление ограничено, а достижение высоких температур энергозатратно.
 
Ученые ИК СО РАН решили проблему активации метана, для которой нужны либо температуры свыше 1200°C, либо высокоактивные катализаторы. Однако такие катализаторы действуют на продукты конверсии еще более активно, чем на метан — они разлагают его в углерод, и это препятствует их использованию в традиционной форме. Тогда исследователи превратили катализатор в нанодисперсную пыль с высокой активностью, а затем обосновали идею получения водорода и этилена из метана с помощью наноразмерных катализаторов и лазерного излучения. 
 
«Мы направляем лазерное излучение в поток метана, где находятся наночастицы катализатора. Они нагреваются под воздействием лазера даже выше чем 1200°C, и на них начинает разлагаться метан. Продукты разложения — радикалы — вылетают в холодный окружающий газ, где формируют этан, этилен и водород. То есть мы создали двухтемпературную среду, где активация происходит в горячей фазе, а синтез — в «холодной», при температуре 600–800°C», — рассказал Валерий Снытников. 
 
Полученный группой грант РНФ  нужен ученым для создания вычислительной модели лазерной конверсии метана.  

 
«Цель проекта — получение кинетических данных по гетерогенным и гомогенным реакциям водорода и основных компонентов реакционной смеси для неравновесной газопылевой среды. Мы должны определить зависимости конверсии метана и выходов продуктов от разных параметров: состава и величины наночастиц, температуры среды, числа активных центров разложения метана на поверхности пылинок и других. Полученные данные мы сведем в вычислительную модель, где будут рассчитываться процессы. Такая модель необходима для перехода от лабораторного уровня к опытно-демонстрационному реактору с большей производительностью», — пояснил Валерий Снытников. 
 
Пресс-служба ИК СО РАН.

 

Источники

Сибирские ученые предложили получать водород и этилен из природного газа с помощью лазерного излучения
Наука в Сибири (sbras.info), 29/04/2021
Сибирские ученые создают прототип реактора лазерной конверсии природного газа
Energyland.info, 29/04/2021
Новосибирские ученые предложили получать водород и этилен из природного газа с помощью лазерного излучения
Континент Сибирь (ksonline.ru), 29/04/2021
Ученые Института катализа СО РАН предложили получать водород и этилен из природного газа с помощью лазерного излучения
RccNews.ru, 29/04/2021
Сибирские ученые нашли новый способ получать водород из метана
Sibnet.ru, 29/04/2021
Новосибирские ученые предложили получать водород и этилен из природного газа с помощью лазерного излучения
Новости Новосибирска (novosibirsk-news.net), 29/04/2021
Ученые Института катализа СО РАН предложили получать водород и этилен из природного газа с помощью лазерного излучения
Российское атомное сообщество (atomic-energy.ru), 29/04/2021
Ученые Института катализа СО РАН предложили получать водород и этилен из природного газа с помощью лазерного излучения
Российский научный фонд (рнф.рф), 29/04/2021
Ученые Института катализа СО РАН предложили получать водород и этилен из природного газа с помощью лазерного излучения
Российский научный фонд (rscf.ru), 29/04/2021
Ученые Института катализа СО РАН предложили получать водород и этилен из природного газа с помощью лазерного излучения
Институт катализа им.Г.К.Борескова (catalysis.ru), 29/04/2021
Ученые предложили получать водород и этилен из природного газа с помощью лазерного излучения
Научная Россия (scientificrussia.ru), 29/04/2021
Нейронные сети научились лучше искать сужения кровеносных сосудов
Поиск (poisknews.ru), 29/04/2021
Российские ученые предложили выгодный метод добычи водорода из природного газа
Центральная Служба Новостей (csn-tv.ru), 29/04/2021
Сибирские ученые получили водород и этилен из природного газа с помощью лазера
Национальная ассоциация нефтегазового сервиса (nangs.org), 29/04/2021
В Институте катализа им. Г.К. Борескова СО РАН предложили получать водород и этилен из природного газа с помощью лазерного излучения
Сибирское отделение Российской академии наук (sbras.ru), 29/04/2021
Водород из метана
Академгородок (academcity.org), 30/04/2021
Создана новая технология получения водорода из природного газа
ВЕВБАЙ (vevby.ru), 03/05/2021
Прорыв для энергетики и химической промышленности предложили в Институте катализа
Навигатор (navigato.ru), 03/05/2021
В Новосибирске предложили дешевый способ получения водорода и этилена
ИА Красная весна (rossaprimavera.ru), 02/05/2021
В России ведется разработка новой технологии получения водорода и этилена из природного газа
Техносфера (tehnorussia.ru), 02/05/2021
Ученые предложили получать водород и этилен из природного газа с помощью лазерного излучения
Nanonewsnet.ru, 01/05/2021
Новосибирские ученые предложили получать водород и этилен из природного газа
РИА Сибирь (ria-sibir.ru), 06/05/2021
Сибирские ученые получили водород и этилен из природного газа с помощью лазера
Лазерный мир (лазер.рф), 04/05/2021
Новый метод получения водорода и этилена из природного газа с помощью нанодисперсного катализатора и лазерного излучения
Лазерный мир (лазер.рф), 05/05/2021

Похожие новости

  • 21/10/2020

    ИК СО РАН и МИСиС создали совместную лабораторию

    ​В НИТУ «МИСиС» создана научно-исследовательская лаборатория MISIS Catalysis Lab, созданная совместно с Институтом катализа им. Г. К. Борескова СО РАН (г. Новосибирск). Основное направление деятельности — решение практических задач в области химического синтеза, промышленного катализа и аддитивных технологий.
    548
  • 21/05/2019

    По итогам сочинского форума «Наука будущего — наука молодых»

    ​В Сочи завершились III Международная конференция «Наука будущего» и IV Всероссийский форум «Наука будущего — наука молодых». Мы попросили сибирских ученых, в них участвующих, рассказать, какие проекты они представляли на мероприятиях форума и с какими целями приехали сюда.
    1443
  • 15/04/2019

    Новосибирские ученые исследуют управление атомами наночастиц для улучшения производства полиэтилена

    ​Ученые Института катализа Сибирского отделения Российской академии наук (РАН) в рамках гранта РНФ (Российский научный фонд) изучат управление атомами наночастиц, что позволит улучшить промышленную технологию получения крупнотоннажных полимеров, в том числе полистирола и полиэтилена, сообщил ТАСС заведующий лабораторией перспективных синхротронных методов исследования Института катализа СО РАН Ян Зубавичус.
    1877
  • 29/04/2019

    Команда российских ученых выдвинула гипотезу о существовании жизни на Венере

    Ученые из Института космических исследований РАН, Института катализа имени Г. К. Борескова СО РАН и НГУ выдвинули гипотезу о существовании жизни на Венере. К таким выводам исследователей привела новая обработка панорамных изображений поверхности Венеры, полученных советскими аппаратами «Венера-9», «Венера-10», «Венера-13» и «Венера-14» в 1975—1982 годах.
    2287
  • 09/04/2019

    Сибирские ученые оптимизируют работу электронных дисплеев органическими полупроводниками

    ​Ученые Новосибирского государственного университета (НГУ) займутся исследованием свойств органических полупроводников (материалов, используемых в электронике), чтобы повысить эффективность используемых сейчас электронных дисплеев, сообщил ТАСС руководитель лаборатории органической оптоэлектроники НГУ Евгений Мостович.
    2077
  • 13/10/2020

    Почему Энергопарк остается недостижимой мечтой? Часть 3

    ​Часть 1. Почему Энергопарк остается недостижимой мечтой? Часть 2. Грозит ли программе "Академгородок 2.0" "электрический шок"? В последние годы жители Новосибирска столкнулись с новой напастью: с наступлением тепла на город периодически накатывает волна тошнотворных запахов.
    741
  • 24/12/2019

    Выбор РИА Новости: главные достижения российской науки 2019 года

    ​Ученые в России в нынешнем году получили знаковые результаты в самых разных областях – от астрономии до археологии, причем многие достижения имеют выходы на практическое применение. Примечательно, что существенную лепту здесь внесли не только признанные научные центры, но и ведущие отечественные вузы.
    2447
  • 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.
    2006
  • 24/09/2020

    Сибирские ученые создали полиэтиленовый «бронежилет» для радиолокационного оборудования

    Сибирские ученые модернизировали полиэтилен при помощи ультразвука и углеродных нанотрубок. В отличие от изначального материала, полученный композит обладает высокой диэлектрической проницаемостью и большей износостойкостью.
    816
  • 26/07/2016

    Ученые СО РАН знают, как создать аэрогель

    ​Высокотехнологичные материалы, которые производят ученые новосибирского Академгородка, можно использовать не только в космических опытах или экспериментах на встречных пучках, но также в стеклопакетах и при теплоизоляции зданий.
    2181