Запасы нефти на Земле исчерпаемы, и, по разным оценкам, их хватит еще на 50-100 лет. После легкодоступных месторождений человечество перейдет к добыче шельфовой и арктической нефти, она будет становиться все дороже, и ее применение в быту станет нерентабельным. Заменить традиционное топливо может водород, однако он очень летуч и легко воспламеняется, а его атомы настолько малы, что газ способен проникать сквозь самые разные материалы. И чтобы использовать его в двигателях внутреннего сгорания, нужны новые технологии.
Разработка кабардино-балкарских ученых - это как раз шаг к такому водородному будущему. Здесь решили использовать в качестве "хранилища" водорода магматическую породу - серпентинит. Это обычный змеевик, и в России он часто встречается именно на Северном Кавказе. Материал в небольших количествах используют при строительстве АЭС, а также при отделочных работах из-за красивого зеленого цвета. Он бывает разный по составу, поэтому очевидно, что для работы с водородом будут подбирать наиболее подходящий по его свойствам.
- Как показали предварительные исследования, благодаря такому способу хранения водородного топлива удалось достичь стопроцентной взрывобезопасности. При стандартном способе транспортировки и хранения жидкого водорода необходимы металлические баллоны или накопительные станции, выдерживающие давление в 700 атмосфер, в то время как метод, предложенный в КБГУ, позволяет содержать его в обычном газовом баллоне под давлением всего в две атмосферы, - уточнили в пресс-службе вуза.
По словам руководителя Центра водородных технологий университета Рамазана Тегаева, это лишь одна из многих разработок, над которыми сегодня трудятся ученые в КБГУ, при этом одна из самых перспективных.
- Емкости с водородом, в которых в качестве адсорбента используется серпентинит, могут безопасно использоваться в быту и на транспорте, - отметил руководитель Центра.
К тому же новая технология снижает стоимость процесса обработки этого экологического топлива. Серпентинит просто лежит на поверхности, и на территории Кабардино-Балкарии открытым способом можно добыть миллионы кубометров этой горной руды. Причем больших объемов даже не требуется, в то время как для аккумуляции водорода в активированном угле - это альтернативный способ хранения - необходимо сжечь два кубометра древесины ради килограмма готового материала.
- Наши исследования очень помогут при разработке новейших водородных двигателей, - объяснил заведующий кафедрой неорганической и физической химии КБГУ, профессор Хасби Кушхов. - Очень важно, чтобы материалы можно было использовать при низких температурах и таким образом снизить взрывоопасность газа. При этом водород выделялся бы в необходимых количествах и не было бы его утечек. Сорбент на основе разрабатываемых соединений способен безопасно аккумулировать и транспортировать топливо. Газ в двигатель не закачать, он просто взорвется вместе с машиной. Поэтому водород аккумулируют в специальных сорбентах, потом он выделяется в необходимых количествах при умеренном нагреве - и двигатель работает. И его не нужно разогревать, повышать давление.
Университет уже подал заявку на получение патента. По словам Тегаева, крупные промышленные предприятия сейчас начинают проявлять интерес к новой разработке.
Ученые нашли серпентиниту применение и в области очистки поверхностей от углеводородных загрязнений. Впервые в мире в лаборатории КБГУ с помощью серпентинита и магнита произвели очистку поверхности от нефтяного пятна.
Как рассказала корреспонденту "РГ" проректор КБГУ по научно-исследовательской работе, профессор Светлана Хаширова, ученые вуза работают над несколькими направлениями развития водородных технологий. Нужно найти новые способы хранения и перевозки топлива. Над этим коллектив Центра водородных технологий при университете трудится уже три года.
С начала 2022 года всеми направлениями исследований водородных технологий в университете занимается центр, созданный по госпрограмме "Приоритет 2030". Здесь не только проводят исследования, связанные с генерацией, транспортировкой, использованием и хранением водорода, но также готовят специалистов в сфере водородной энергетики. .
Кстати
Согласно "дорожной карте" развития водородной энергетики, производство низкоуглеродного водорода в России составит 550 тысяч тонн к 2030 году. При этом оно потребует разработки применения не менее 30 технологий, находящихся сегодня на разных уровнях готовности.