​Парниковый эффект - одна из наиболее острых проблем современности, связанная кроме прочего с растущей концентрацией углекислого газа в атмосфере Земли. Ученые давно ищут различные способы переработки CO2. Один из вариантов - преобразование в метан, синтетическое газовое топливо.

Из-за работы транспорта, тепловых электростанций, металлургической промышленности в атмосферу выделяется большое количество углекислого газа, который оказывает негативное влияние на состояние окружающей среды. "Утилизировать" излишний CO2 можно благодаря альтернативным источникам энергии - ветровым и солнечным электростанциям. Природные ресурсы не иссякнут, но они очень нестабильны: ветер может и не появиться, когда нужно, чтобы произвести больше электроэнергии. Однако это не единственный минус таких систем.

- Допустим, у нас есть ветрогенератор, входящий в энергосеть, - поясняет научный сотрудник Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН кандидат химических наук Жанна Веселовская. - Если сильный порыв дует ночью, появляется избыток электроэнергии, потому что потребителей в такое время немного. Ее надо как-то запасти - например, преобразовав в топливо, которое можно долго хранить.

Первый этап такого процесса - электролиз воды, итогом которого является выделение водорода и кислорода, причем последний поступает обратно в атмосферу. H 2 - экологически чистое топливо, но с ним есть сложности: водород в сравнении, например, c метаном гораздо более взрывоопасен и требует немало усилий для хранения. Поэтому и нужен второй этап преобразования - применение реакции Сабатье, в которой водород взаимодействует с углекислым газом при повышенной температуре в присутствии катализатора. В результате получаются метан (CH 4 ) и вода.

- Выходит, полученный благодаря электролизу водород используется для преобразования в метан, при сжигании которого снова вырабатывается энергия - только уже не электрическая, а тепловая, - рассказывает Жанна Веселовская. - Энергия в этом топливе хранится в форме химических связей, и ее можно использовать по мере потребности. Инфраструктура для таких технологий уже существует - способные транспортировать CH 4 на большие расстояния газопроводы, хранилища, система доставки к конечному потребителю. Метан может быть использован и для транспорта, хотя сейчас в автомобилях привычнее применять бензиновые и дизельные двигатели. Например, в Германии уже есть развитая инфраструктура метановых заправок, и автоконцерн "Ауди" даже разработал автомобиль, двигатель которого рассчитан на CH 4.

Особенность предложенной новосибирскими учеными идеи заключается в том, что углекислый газ предлагается брать непосредственно из воздуха - вместо того чтобы поглощать из дыма тепловых электростанций, работающих на углеводородном топливе. Там высокая концентрация углекислого газа, и это удобно, но возникает проблема с его транспортировкой к месту производства водорода. Поэтому проще получать CO 2 прямиком из воздуха, что можно делать в любой точке планеты.

Однако для этого необходим еще один важный элемент - материал (сорбент), позволяющий сконцентрировать CO2, так как его содержание в воздухе относительно невелико. Сорбент также должен не бояться воды, присутствующей в воздухе, и отдавать углекислый газ после того, как его поглотит, - такой процесс называется регенерацией материала. Для этого сорбент необходимо нагреть до определенной температуры - в идеале невысокой для большей экономии энергии.

- Мы использовали карбонат калия (K 2CO 3), - добавляет Жанна Веселовская. - Он относится к хемосорбентам, образующим химические соединения при взаимодействии с поглощаемым веществом. У них высокая емкость и селективность в сравнении с обычными сорбентами - ведь в воздухе немало других газов, которые нужно отделять.

Однако у кристаллического карбоната калия есть один недостаток - низкая скорость сорбции. Чтобы это исправить, активный компонент - карбонат калия - необходимо диспергировать (измельчить), так как у множества маленьких частиц доля поверхностных атомов больше, и, соответственно, они более реакционноспособны. Здесь на помощь приходит пористый носитель (в данном случае - на основе оксида алюминия), который пропитывается активным компонентом.

- K 2 COнужен, чтобы сконцентрировать углекислый газ из воздуха, а носитель здесь - как губка с наноразмерными порами: в них и закрепляется карбонат калия, - поясняет исследовательница. - Когда эта система взаимодействует с воздухом при комнатной температуре, углекислый газ вступает в реакцию с частицами активного компонента внутри носителя и образует фазы, которые содержат больше CO 2. Помимо прочего, носитель улучшает прочностные характеристики и механическую стабильность сорбента.

Таким образом, материал нагревается, чтобы отдать углекислый газ, после чего сконцентрированный CO2 смешивается с уже полученным при электролизе водородом и отправляется в реактор, где находится катализатор метанирования - никелевый или рутениевый. Инженерные решения для исполнения могут быть разными: например, в проточный адсорбер помещен сорбент, а нагретый газ из него идет в отдельный реактор с катализатором.

- Разработанный нами материал хорошо себя показал в сравнении с другими, - подытоживает Жанна Веселовская. - Его еще нужно оптимизировать: сейчас температура регенерации составляет 300 °С, а ее уменьшение даст возможность снизить затраты. Говоря о новизне нашей работы, на развитие которой был дан грант РНФ, следует отметить: тот факт, что карбонат калия взаимодействует с углекислым газом на воздухе, хорошо известен и открыт не нами. Сорбенты на основе карбоната калия тоже изучались ранее. Вместе с тем, работ по применению этих материалов для сорбции углекислого газа из воздуха практически не было - равно как и по совмещению технологии концентрирования атмосферного CO 2 с его последующим метанированием.

Получаемое топливо можно использовать для обогрева помещений или заправки транспортных средств. Технология потенциально позволяет производить метан там, где расположен электрогенератор, работающий от альтернативного источника энергии. Это будет очень ценно в труднодоступных районах, куда топливо из-за особенностей местности доставлять сложно и дорого.

Алена Литвиненко

Источники

Сибирские ученые научились добывать топливо из воздуха и воды
НТВ (ntv.ru), 17/10/2017
Новосибирские ученые научились получать топливо из воды и воздуха
Kp.ru, 17/10/2017
Сибирские ученые научились получать топливо из воды и воздуха
Федеральная Грузинская национально-культурная автономии в России (kartvelebi.ru), 17/10/2017
В России получили топливо из воздуха и воды
Утро.ru, 17/10/2017
Как бороться с СО2
Академгородок (academcity.org), 17/10/2017
Сибирские ученые разрабатывают экологичное топливо
Наука в Сибири (sbras.info), 17/10/2017
Сибирские ученые научились получать топливо из воды и воздуха
Дыхание жизни Кыргызстана (dem.kg), 17/10/2017
Сибирские ученые научились получать топливо из воды и воздуха
Новосибирские новости (nscn.ru), 17/10/2017
Топливо из воздуха и воды научились получать сибирские ученые
ИПП Соловей (solovei.info), 17/10/2017
Сибирские ученые научились получать топливо из воды и воздуха
CA-NEWS (ca-news.org), 17/10/2017
Сибирские ученые научились делать топливо из воздуха
Российская газета (rg.ru), 17/10/2017
Сибирские ученые научились получать топливо из воды и воздуха.
Новости@Mail.ru, 17/10/2017
Сибирские ученые научились получать топливо из воды и воздуха
Нефть России (oilru.com), 17/10/2017
Сибирские ученые научились получать топливо из воды и воздуха
NewsRbk.ru, 17/10/2017
Сибирские ученые научились получать топливо из воды и воздуха
Пульс Планеты 24/7 (puls-planety247.ru), 17/10/2017
Сибирские ученые обучились получать горючее из воды и воздуха
1nnc.net, 17/10/2017
Сибирские ученые научились получать топливо из воды и воздуха
Top100News (cmk1.ru), 17/10/2017
Новосибирские ученые разрабатывают экологичное топливо
РИА Сибирь (ria-sibir.ru), 17/10/2017
В Новосибирске научились получать топливо из воздуха и воды
Seoma.ru, 17/10/2017
В Новосибирске научились получать топливо из воздуха и воды
Hi-News.ru, 17/10/2017
В Новосибирске научились получать топливо из воздуха и воды
Topblognews.ru, 17/10/2017
В Новосибирске научились получать топливо из воздуха и воды
Citynovosti.ru, 17/10/2017
Сибирские ученые научились превращать воду и воздух в горючее
Утренние новости (morning-news.ru), 17/10/2017
Ученые Новосибирска научились получать топливо из воздуха
Iprim.ru, 17/10/2017
В России получили топливо из воздуха
Top100News (cmk1.ru), 17/10/2017
Ученые Новосибирска научились получать топливо из воздуха
123ru.net, 17/10/2017
Ученые Новосибирска научились получать топливо из воздуха
ИА Восток-медиа, 17/10/2017
Российские ученые заявили, что научились получать топливо из воздуха
Vlasti.net, 17/10/2017
Русские ученые выдумали, как превращать воду и воздух в горючее
Kremlin Press (kremlinpress.com), 17/10/2017
Новосибирские ученые научились получать горючее из воды и воздуха
РЫБИНСКonLine (ryb.ru), 17/10/2017
Сибирские ученые научились получать горючее из воды и воздуха
NewsforBreakfast.ru, 17/10/2017
Российские ученые предложили способ создания топлива из воздуха
Informburo.dn.ua, 17/10/2017
Российские ученые придумали, как превращать воду и воздух в топливо
РИА ФАН (riafan.ru), 17/10/2017
Российские ученые изобрели способ получать топливо из воздуха
РИА Новый День (newdaynews.ru), 17/10/2017
Российские ученые предложили способ создания топлива из воздуха
ИА Regnum, 17/10/2017
Топливо из воздуха научились делать ученые Сибири
Islam-today.ru, 17/10/2017
Сибирские ученые научились превращать воду и воздух в топливо
Вечерняя Москва (vm.ru), 17/10/2017
Сибирские ученые научились превращать воду и воздух в топливо
MosDay.ru, 17/10/2017
Сибирские ученые предлагают обогревать помещения с помощью топлива из воды и воздуха
Соль (salt.zone), 17/10/2017
Сибирские ученые научились добывать топливо из воздуха и воды
Upmonitor.ru, 17/10/2017
Ученые из Новосибирска научились добывать экологическое топливо из воздуха
Vestisibiri.ru, 17/10/2017
Ученые из Новосибирска научились добывать экологическое топливо из воздуха
Новосибирский городской сайт (ngs.ru), 17/10/2017
"Ученые из Новосибирска научились добывать экологическое топливо из воздуха"
Ivest.kz, 17/10/2017
В Сибири научились делать топливо из воздуха
Google Новости ТОП, 17/10/2017
Углекислый газ в топливо научились перерабатывать новосибирские ученые
Top100News (cmk1.ru), 18/10/2017
Топливо из воздуха предложили добывать новосибирские ученые
Новости регионов России (skoronovosti.ru), 18/10/2017
Сибирские ученые научились добывать экологичное топливо из воздуха
Top100News (cmk1.ru), 18/10/2017
В Новосибирске научились получать топливо из воздуха и воды
Fresh-News.org, 18/10/2017
Сибирские ученые научились превращать воду и воздух в топливо
Top100News (cmk1.ru), 18/10/2017
Сибирские ученые придумали, как делать топливо из воздуха
Владимирский городской портал (cod33.ru), 18/10/2017
Топливо из воздуха предложили добывать новосибирские ученые
Все новости Новосибирской области (vn.ru), 18/10/2017
Сибирские ученые добывают горючее из воды и воздуха
Новости Hi-Tech (android-robot.com), 18/10/2017
В России получили топливо из воздуха
Вечерний Бишкек (vb.kg), 18/10/2017
В России получили топливо из воздуха
For (for.kg), 18/10/2017
Сибирские ученые научились добывать экологичное топливо из воздуха
ИА МАНГАЗЕЯ (mngz.ru), 18/10/2017
Новосибирские ученые научились добывать топливо из воды и воздуха
Новости регионов России (skoronovosti.ru), 18/10/2017
Сибирские ученые научились добывать экологичное топливо из воздуха
ВашГород.ру (vashgorod.ru), 18/10/2017
Сибирские ученые придумали, как делать топливо из воздуха
ТК Звезда (tvzvezda.ru), 18/10/2017
Сибирские ученые добывают горючее из воды и воздуха
Белрынок (belrynokby.ru), 18/10/2017
Русские ученые сообщили, что научились получать горючее из воздуха
Photo-fact.ru, 18/10/2017
В Новосибирске научились получать топливо из воздуха и воды
PLUS HI TECH (plus-hi-tech.ru), 18/10/2017
Сибирские ученые разработали технологию получения топлива из воздуха
1rre.ru, 17/10/2017
Российские ученые разработали способ добывать топливо из воздуха
Первый Тульский, 17/10/2017
Российские ученые разработали способ добывать топливо из воздуха
Gorodskoyportal.ru/tula, 17/10/2017
Ученые научились получать топливо из воды и воздуха
Новое время (n-z.tv), 17/10/2017
В РФ получили горючее из воздуха
Emigrados.ru, 17/10/2017
Сибирские ученые добывают горючее из воды и воздуха
Top Real Estate (topre.ru), 17/10/2017
Новосибирские ученые разрабатывают экологичное топливо
Vestisibiri.ru, 17/10/2017
В Новосибирске научились получать топливо из воздуха и воды
Новые вести (newvesti.info), 17/10/2017
Сибирские ученые научились получать горючее из воды и воздуха
AvtoInsider.com, 17/10/2017
Новосибирские ученые научились добывать горючее из воды и воздуха
Твой город Псков (tvoygorodpskov.ru), 17/10/2017
Новосибирские ученые научились получать горючее из воды и воздуха
Белрынок (belrynok.ru), 17/10/2017
Отыскали способ превращать воздух в горючее ученые из Новосибирска
Утренние новости (morning-news.ru), 17/10/2017
Горючее из воздуха научились делать ученые Сибири
E-searching.net, 17/10/2017
Сибирские ученые предлагают обогревать помещения при помощи топлива из воды и воздуха
Эхо Петербурга (echospb.ru), 17/10/2017
Русские ученые изобрели способ получать горючее из воздуха
Kremlin Press (kremlinpress.com), 17/10/2017
В Новосибирске научились получать топливо из воздуха и воды
livejournal.com, 17/10/2017
Русские ученые выдумали, как превращать воду и воздух в горючее
Unionnews.ru, 17/10/2017
Отыскали способ превращать воздух в горючее ученые из Новосибирска
РЫБИНСКonLine (ryb.ru), 17/10/2017
Новосибирские ученые разрабатывают экологичное топливо
ИА МАНГАЗЕЯ (mngz.ru), 17/10/2017
Нашли способ превращать воздух в топливо ученые из Новосибирска
Народные новости (nation-news.ru), 17/10/2017
В Новосибирске научились получать топливо из воздуха и воды
Nanonewsnet.ru, 17/10/2017
Новосибирские ученые научились добывать топливо из воды и воздуха
RuNews24 (runews24.ru), 17/10/2017
Сибирские ученые добывают топливо из воды и воздуха
TerrNews.com, 17/10/2017
Русские ученые изобрели способ получать горючее из воздуха
163gorod.ru, 17/10/2017
Ученые из Новосибирска научились добывать экологическое топливо из воздуха
ИА МАНГАЗЕЯ (mngz.ru), 17/10/2017
Сибирские ученые добывают топливо из воды и воздуха
Xoroshiy.ru, 17/10/2017
Школьник из Новосибирска запатентовал гальваническую электростанцию
Мел (mel.fm), 17/10/2017
Школьник из Новосибирска разработал уникальную гальваническую электростанцию
Newsib.ru, 17/10/2017
Новосибирский школьник запатентовал гальваническую электростанцию
Ziv (ziv.ru), 17/10/2017
Сибирские ученые научились получать топливо из воды и воздуха.
Polpred.com, 19/10/2017
Российские ученые предложили способ создания топлива из воздуха
Polpred.com, 18/10/2017
В России научились добывать топливо из воздуха
123ru.net, 18/10/2017
В России научились добывать топливо из воздуха
PolitPuzzle.ru, 18/10/2017
Топливо... из воды и воздуха?
Expo2017astana.com, 18/10/2017
В Новосибирске научились получать топливо из воздуха и воды
24hitech (24hitech.ru), 18/10/2017
В Новосибирске научились получать топливо из воздуха и воды
BTV Бельцкое телевидение (btv.md), 18/10/2017
Сибиряки научились получать топливо из воздуха и воды
Marchmont.ru, 18/10/2017
В Сибири научились делать топливо из воздуха
Российский научный фонд (рнф.рф), 18/10/2017
В России научились создавать топливо из воздуха
123ru.net, 19/10/2017
В России научились создавать топливо из воздуха
Око планеты (oko-planet.su), 19/10/2017
Топливо из воздуха предложили добывать новосибирские ученые
Top100News (cmk1.ru), 18/10/2017
Новосибирские ученые научились превращать воздух в топливо
СПб.Собака.ru (sobaka.ru), 20/10/2017
Сибирские ученые научились делать топливо из воздуха
Русская весна (rusvesna.su), 20/10/2017
Ученые из Сибири научились создавать топливо из воздуха
Inforeactor.ru, 20/10/2017
Сибирские ученые научились делать топливо из воздуха
Newstes.ru, 20/10/2017
В Новосибирском институте оптимизируется способ получения топлива напрямую из воздуха
Prohitech.ru, 19/10/2017
Новосибирские ученые научились превращать воздух в топливо
Новости@Rambler.ru, 19/10/2017
Зеленая химия Сибири. "В мире науки" №8-9, 2017
Научная Россия (scientificrussia.ru), 21/10/2017
Российские ученые получили тепло из холода
Зеленый мир (zmdosie.ru), 21/10/2017
Сибирские ученые научились получать топливо из воды и воздуха
Allpetro.ru (allpetro.ru), 22/10/2017
Российские ученые догадались, как превратить холод в тепло
Всемирная Россия (vseruss.com), 23/10/2017
В России научились создавать топливо из воздуха
Berdkivi.blogspot.ru, 21/10/2017
Сибирские ученые разрабатывают экологичное топливо
Cont.ws, 23/10/2017
В Новосибирске научились получать топливо из воздуха и воды
Econet.by, 24/10/2017

Похожие новости

  • 15/09/2016

    Валерий Бухтияров: катализ - междисциплинарная область науки

    ​Чаепития в Академии" — постоянная рубрика Pravda.Ru. Писатель Владимир Губарев беседует с выдающимися учеными. Сегодня мы публикуем интервью с членом-корреспондентом РАН, доктором химических наук, специалистом в области физико-химии поверхности, гетерогенного катализа и функциональных наноматериалов Валерием Бухтияровым.
    889
  • 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.
    715
  • 22/10/2017

    Лидия Кибис: мне всегда было интересно заниматься наукой

    ​​Ежегодно компания L'Oreal проводит достаточно престижный научный конкурс на соискание стипендий, присуждаемых женщинам-ученым, кандидатам и докторам наук, в возрасте до 35 лет. По правилам соревнования участницы конкурса должны работать в российских институтах и вузах и специализироваться на таких дисциплинах, как химия, физика, медицина или биология.
    117
  • 27/04/2017

    Академический, прикладной, эффективный: интервью академика Валентина Николаевича Пармона

    ​Научный руководитель Института катализа СО РАН академик Валентин Пармон считает, что настоящее мерило достижений ученого в технических науках — промышленные технологии. Валентин Пармон — один из самых авторитетных в мире ученых в области катализа и фотокатализа, химических методов преобразования энергии, нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, термодинамики неравновесных процессов.
    530
  • 25/08/2017

    Новосибирские химики - о биоразлагаемаых упаковках

    ​Словосочетанием «биоразлагаемая упаковка» сегодня мало кого удивишь. Подобную маркировку имеют многие товары. Однако, как отмечают эксперты, далеко не всегда декларируемые свойства соответствуют действительности.
    198
  • 28/06/2016

    Валерий Бухтияров: главная проблема нашей науки - невостребованность экономикой научных результатов

    Современная наука, в частности химия, стремительно меняет свои приоритеты, и уследить за этим процессом нелегко. В первую очередь это касается катализа — той области науки, которая несет в себе черты не только химии, но и физики, математики, биологии.
    873
  • 24/06/2016

    Валентин Пармон - о роли катализа и фотокатализа в промышленном прогрессе

    ​Валентин Пармон - один из самых авторитетных в мире ученых в области катализа и фотокатализа, химических методов преобразования энергии, нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, термодинамики неравновесных процессов.
    794
  • 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».
    269
  • 02/11/2016

    Энергетика будущего начинается здесь и сейчас: интервью академика Валентина Пармона

    ​"Чаепития в Академии" - постоянная рубрика Pravda.Ru. Писатель Владимир Губарев беседует с выдающимися учеными. Вниманию читателей предлагается интервью с доктором химических наук, профессором, академиком РАН Валентином Пармоном.
    787
  • 24/11/2017

    Юрий Аристов: суровый климат России может стать ее конкурентным преимуществом

    ​Альтернативная энергетика подразумевает возможность получать тепло и энергию из того, чего много: где-то хватает солнечных дней, где-то — ветра, а чего предостаточно в Сибири? Правильно, холода. Учёные из Института катализа им.
    9