Россиян и белорусов наградили премией имени академика Коптюга
Ученых новосибирского Академгородка и Национальной академии наук Республики Беларусь связывают многочисленные совместные проекты. Одна из таких работ удостоена премии имени академика Валентина Коптюга за 2011 год.
Химик–органик Валентин Коптюг возглавлял Сибирское отделение РАН в 1980–1997 годах. Во многом благодаря его принципиальности и какой–то нечеловеческой работоспособности Академгородок сумел сохранить потенциал в кризисные 90–е. В 1995 году Валентина Коптюга избрали иностранным членом Академии наук Беларуси, и неудивительно, что именно его имя было присвоено межгосударственной научной премии.
Она вручается 9 июня, в день рождения Валентина Афанасьевича. В этом году ее получат сотрудники Института порошковой металлургии (НАН Республики Беларусь), Института катализа, Института химии твердого тела и механохимии, Института теплофизики (все СО РАН). Шестерых ученых (двое — белорусы, четверо — сибиряки) наградили за цикл исследований в области водородной энергетики (топливных элементов).
Работами в этом направлении занимаются сотни научных коллективов по всему миру — топливные элементы считаются одними из самых перспективных в энергетике будущего. Это своего рода «вечная батарейка». Как и в обычной батарейке, химическая энергия преобразуется здесь непосредственно в электрическую. Но если простая батарейка быстро разряжается, то в топливный элемент химическое горючее подается непрерывно, и он может работать так же долго, как обычный котел тепловой электростанции. У топливного элемента фантастически высокий кпд — 65 процентов. А если использовать еще и тепло, выделяющееся при химических реакциях, то кпд можно увеличить и вовсе до 85 процентов, прототипы таких устройств уже созданы.
Так почему мы не ездим на экологически чистых автомобилях с «вечными батарейками»? Почему продолжаем сжигать газ, уголь и мазут?
— Для создания топливных элементов требуются материалы с трудно совместимыми химическими и физическими свойствами, и многие научные и технологические проблемы здесь до сих пор не решены, — поясняет завлабораторией каталитических процессов в топливных элементах Института катализа Владимир Собянин (по совместительству — ректор НГУ).
Коллективу ученых Беларуси и Сибири удалось решить ряд ключевых проблем, открывающих зеленую улицу созданию топливных элементов нового поколения. Одна из главных трудностей состоит в том, что существующие сегодня элементы работают только при высокой температуре — свыше 800 градусов. Из–за этого в их конструкции практически невозможно использовать металлы. Металл заменяют керамикой, но ее очень сложно обрабатывать.
— Нам удалось создать такие нанокомпозиты, сочетающие свойства анода и катализатора, что ячейка нашего элемента работает при 600–650 градусах. Также удалось избавиться от так называемого зауглероживания, когда углерод, образующийся при разложении органических молекул, буквально забивает анод. Это настоящий прорыв, — подчеркивает завлаб Института катализа, доктор химических наук Владислав Садыков.
А в самом начале процесса создания элементов энергетики будущего лежат разработки белорусских ученых.
— Мы применили оригинальный подход к созданию подложки — нанесли слой никеля на твердую пену из полиуретана. Затем органическое вещество удалили, а образец подвергли прессованию. На следующей стадии в подложку ввели частицы алюминия и подвергли их окислению. В результате получился уникальный пористый материал, состоящий из иголочек корунда — очень прочного и химически инертного материала, — рассказывает директор Института порошковой металлургии НАН Беларуси Александр Ильющенко...
Ключом к успеху, по мнению лауреатов премии, стал неформальный союз ученых разных направлений — химиков, физиков, металлургов. Так, в Институте теплофизики СО РАН разработали методику нанесения сверхтонких (но в то же время прочных) слоев электролита.
— Толщина покрытия составляет от 2 до 5 микрон, и это обеспечивает высокую эффективность электрохимического процесса, — поясняет кандидат физико–математических наук Олег Бобренок...
Еще одно достоинство белорусско–сибирской разработки — универсальность. Если классический топливный элемент работает на чистом водороде, то здесь можно использовать практически любое углеводородное сырье, в том числе и биотопливо. Ученые использовали даже подсолнечное масло, купленное в супермаркете, и все прекрасно работало!
Алексей Хадаев
