Попри війну, команда проєкту продовжує роботу
Запорукою перемоги і післявоєнної відбудови країни є енергетична безпека держави. Ця безпека, на думку вчених Інституту фізичної хімії ім. Л.В. Писаржевського Національної академії наук України, має базуватися на нових джерелах енергії, у першу чергу, на водні й метанолі. Саме для водневої енергетики майбутнього науковці розробляють каталізатори перетворення метанолу у водень. Їх проєкт «Дизайн та розробка цеоліт- та нановуглець-вмісних каталізаторів із покращеним масоперенесенням для новітньої енергетики на основі водню та метанолу» переміг в конкурсі «Підтримка досліджень провідних і молодих учених» Національного фонду досліджень України і до 24 лютого 2022 року отримував грантове фінансування.
Що ж це за каталізатори? Що вдалося зробити до війни? Чи в безпеці команда проєкту сьогодні? Ці запитання ми поставили керівнику проєкту, завідувачу відділу інституту, члену-кореспонденту НАН України Петру Стрижаку.
Петро Євгенович розповів, що майже всі сучасні технології «зав’язані» на використанні вуглецевої сировини. Завдяки використанню вуглецьвмісних сполук ми отримуємо електроенергію, моторне паливо, метали, добрива тощо. На жаль, використання вуглецю може призвести до несприятливих екологічних наслідків в масштабах усієї планети. Саме тому розвинені країни світу розвивають водневі технології, а кращі наукові колективи шукають технологічні рішення для водневої енергетики. Одним з напрямків наукових досліджень є, зокрема, розробка нових каталізаторів.
– Каталізатор для хімічного процесу має таке ж значення, як серце для людини, – пояснив дослідник. – Він прискорює хімічний процес та направляє його у потрібному напрямку.
Петро Стрижак розповів, що проєкт, який отримав грантове фінансування, має кілька завдань. Науковці поставили за мету розробити каталізатори й знайти спосіб транспортування водню. Цей газ дуже вибухонебезпечний, транспортувати його на великі відстані неможливо. Тому, на думку вчених, водень необхідно «перевести» в певну сполуку (бажано рідку), яку можна транспортувати трубопроводами, а потім «розкладати» на вихідну сполуку і водень.
Каталізатори для отримання і транспортування водню вчені вирішили розробити на основі вуглецевих наноматеріалів. Науковці інституту ще декілька років тому з’ясували, що вуглецеві матеріали можуть каталізувати ті ж процеси, що й благородні метали. Але платина й паладій, які використовують сьогодні у більшості каталізаторів у світі, дорогі, а вуглецеві матеріали – доступні.
– Окрім того, ми вирішили дослідити явище аномальної дифузії, – продовжив розповідь науковець. – Ці знання потрібні, щоб прискорити промисловий гетерогенний каталітичний процес. Адже чим ефективнішим буде каталізатор, тим менші капіталовкладення потрібні для побудови заводу. Відповідно й продукція буде дешевшою.
До початку війни виконавці проєкту розробили низку каталізаторів з достатньо високою ефективністю. А за останні пів року створили каталізатор, ефективність якого лише в десять разів нижча, ніж у каталізаторів на основі благородних металів.
– Суттєвим недоліком каталізаторів на основі благородних матеріалів є їхня недовговічність, – додав учений. – А наш вуглецевий каталізатор може працювати дуже довго. Це збільшує ефективність хімічного процесу, адже не треба зупиняти виробництво і замінювати речовину.
Також науковці розробили нові ефективні каталізатори для переробки метанолу в вуглеводні (тобто в дефіцитне моторне паливо) та цінні хімічні продукти. Вони довели, що можуть ефективно регулювати каталітичний процес і робити його максимально швидким.
До початку повномасштабного вторгнення росії команда проєкту надрукувала понад десять статей (більшість з них у журналах першого та другого квартилів). Також було куплено дороге обладнання.
– Хочу подякувати НФДУ за можливість придбати обладнання, – наголосив Петро Євгенович. – З інших джерел ми ці кошти не отримали б. Завдяки проєкту у нас є, наприклад, новий хроматограф, спеціальний реактор для проведення процесів гідрування і дегідрування за високого тиску тощо.
… З першого дня війни робота наукової установи була переведена на «воєнні рейки». В інституті організували цілодобове чергування, перевірили стан бомбосховища та відкрили двері для громади району. У маленькому, але дуже надійному укритті, яке може витримати навіть ядерний удар, у березні-квітні жили мешканці сусідніх будинків.
У перший місяць війни вчені працювали дистанційно, а в квітні, коли ворога було відкинуто від столиці, команда проєкту відновила експериментальні дослідження.
– У проєкті беруть участь співробітники кількох наукових установ. Коли почалася війна, ми зрозуміли, що гроші грантового фінансування будуть передані на оборону (так і сталося). Але я звернувся до виконавців проєкту і запропонував продовжити роботу, – розповів науковий керівник. – Усі члени команди мене підтримали.
На жаль, війна торкнулася всіх членів команди (більша частина яких – молоді вчені). Один з науковців, мешканець Бородянки, втратив житло, родина іншого вибиралася з-під окупації з Бучі… Довелося залишити домівку й науковиці, яка живе у Броварському районі, – у її населений пункт у березні зайшли російські танки.
Але, попри все, науковці продовжують роботу.
– Наш «фронт» – науковий, – додав Петро Стрижак. – Ми активно працюємо і так наближаємо перемогу.
Світлана ГАЛАТА
