Версия для печати
Вернуться к списку

ВОДОРОДНАЯ ЭНЕРГЕТИКА ДЛЯ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ

Лауреаты-сибиряки: Н.Ф. Уваров, О.Ф. Бобренок, В.А. Собянин, В.А. Садыков.

В состав авторского коллектива лауреатов от НАН Беларуси вошли директор Института порошковой металлургии чл.-корр. НАНБ Александр Федорович Ильющенко и Олег Леонидович Сморыго, кандидат технических наук, доцент, зав. лабораторией высокопористых материалов. От СО РАН лауреатами стали Владимир Александрович Собянин, доктор химических наук, профессор, зав.лабораторией каталитических процессов в топливных элементах Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, ректор Новосибирского государственного университета; Владислав Александрович Садыков, доктор химических наук профессор, зав. лабораторией катализаторов глубокого окисления Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, Николай Фавстович Уваров, доктор химических наук, зав. лабораторией неравновесных твердофазных процессов Института химии твёрдого тела и механохимии, Олег Федорович Бобренок, кандидат физико-математических наук, научный сотрудник Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН.

В настоящее время более 80 % всей используемой в мире энергии вырабатывается с использованием ископаемых топлив. Учитывая постоянно растущее население планеты и спрос на энергоресурсы, особенно в крупных быстроразвивающихся экономиках, и ограниченность этих ресурсов (считается, что при нынешнем уровне потребления мировые запасы нефти будут истощены в течение 50 лет), особое внимание уделяется сегодня использованию «нетрадиционных» источников энергии, которые совсем недавно не рассматривались как коммерчески перспективные.

Исследования, связанные с водородной энергетикой, являются сегодня приоритетными во всех без исключения промышленно развитых странах. Понятие «водородная энергетика» объединяет очень широкую и разноплановую область деятельности, включающую разработку генерирующих устройств с высоким КПД и низким уровнем токсичных выбросов, использующих водород или другие топлива с высоким содержанием водорода (топливные элементы), разработку технологий получения водорода из углеводородных топлив (каталитические мембраны), разработку технологий переработки биотоплив в водород-содержащие топлива; разработку процессов получения синтез-газа из различных углеводородов и гидратов метана и многие другие.

Общей проблемой для большинства новых технологий и устройств водородной энергетики является разработка новых материалов и композитов на их основе, обладающих сложными комплексами функциональных и эксплуатационных характеристик: высокая электронно- ионная проводимость, каталитическая активность, термомеханическая и химическая стабильность в рабочих условиях в сочетании с конструкционной адаптируемостью, требуемыми физико-механическими и физическими свойствами.

Сотрудничество Института порошковой металлургии НАН Беларуси (ИПМ) и организаций СО РАН имеет многолетнюю историю и развивается параллельно по многим направлениям. В области разработки пористых проницаемых материалов со специальным комплексом свойств для использования в качестве носителей катализаторов, несущих подложек для топливных элементов и каталитически активных мембран основным партнёром ИПМ является Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН.

Серия работ, представленная на соискание премии им. академика В. А. Коптюга, была подготовлена в рамках интеграционного проекта, завершенного в 2011 году: «Фундаментальные основы дизайна среднетемпературных твёрдооксидных топливных элементов на пористых металлических подложках». Лауреаты премии — основные соавторы серии работ и соисполнители данного проекта — представляют четыре организации: одну от НАН Беларуси и три от СО РАН. Помимо ИПМ и ИК, значительный вклад в выполнение проекта и подготовку серии работ внесли представители ИХТТМ и ИТ СО РАН.

Серия включает 27 работ, объединённых единой тематикой: статьи в ведущих международных периодических изданиях, главы в коллективных международных монографиях и доклады, представленные на международных научно-технических конференциях.

В работах, представленных на конкурс, рассмотрены различные научные аспекты (как фундаментального, так и прикладного характера), касающиеся дизайна новых материалов для перспективных процессов и устройств водородной энергетики: синтез и характеризация оксидных нанокомпозитов со смешанной электронно-ионной проводимостью — катодных материалов топливных элементов и слоёв с селективной кислородной проницаемостью, реакционная способность и транспортные характеристики нанокомпозитов, структурированные носители катализаторов и несущих подложек для среднетемпературных тонкослойных ТОТЭ и каталитических мембран, дизайн высокоэффективных и устойчивых к зауглероживанию катализаторов трансформации углеводородов и спиртов в синтез-газ и водород, создание среднетемпературных твердооксидных топливных элементов с функционально структурированными катодами и анодами и кислородпроводящих мембран, характеристики тонкослойных ТОТЭ с композиционными катодными слоями на металлических подложках, дизайн и характеристики кислородпроводящих мембран на композиционных подложках.

Авторами создан новый перспективный тип материалов — функционально структурированные композиционные материалы, состоящие из слоёв с градиентом по составу и пористости, нанесённые на макропористые металлические носители (трубчатые, планарные), обеспечивающие необходимую термомеханическую стабильность и конструкционную адаптируемость. Ими успешно решены основные взаимосвязанные задачи создания таких материалов, включая дизайн носителей, синтез и оптимизацию составов нанокомпозитных активных материалов, разработку процессов их нанесения в виде функционально структурированных слоев на носители и испытания полученных материалов в устройствах разных типов (ТОТЭ, каталитические, в том числе мембранные, реакторы).

Несомненно, что плодотворное сотрудничество как институтов-партнёров по данному конкурсу, так и СО РАН — НАН Беларуси будет развиваться и дальше, обеспечивая передовые позиции наших стран в приоритетных областях науки и техники, включая водородную энергетику. Это и есть воплощение в жизнь идей В. А. Коптюга об устойчивом развитии.