Российские ученые представили адсорбционный аккумулятор газа для автотранспорта

Он стал победителем суперфинала четвёртого сезона конкурса "Лидеры России" в треке "Наука".

"Я бы вам хотел презентовать новую технологию адсорбирования природного газа. Используется специальный нанопористый материал, который за счет физического взаимодействия и при пониженном давлении обеспечивает высокую емкость молекул метана в порах этого адсорбента. За счет сниженного давления таких систем и высокой емкости можно значительно снизить энергозатраты и даже стоимость газа. Технология разработана совместно с компанией "Газпром", они нас поддерживают в реализации этих проектов", - сказал молодой ученый.

В качестве одного из применений данной технологии он привел "новое поколение газовых аккумуляторов для автотранспорта" - бортовой адсорбционный аккумулятор природного газа. "Они имеют плоскую конструкцию (толщина 100-120 мм), это повышенная эргономика и экономия полезного пространства в багажном отделении автомобиля. Может устанавливаться внизу багажника и работать", - поделился Меньщиков.

Использование таких аккумуляторов способно повысить энергоэффективность процесса заправки, увеличить межзаправочный интервал, снизить пожарную и взрывную опасность, отмечается в его презентации.

В презентации Меньщикова приведены фотографии автомобиля Lada на адсорбированном природном газе.

"Это может быть очень востребовано", - поддержал докладчика Мишустин.

Также новая технология может стать основой для решения задач мобильного газоснабжения потребителей различных категорий и сглаживания нагрузок на ГТС. Такие системы можно применять для поставок удаленным потребителям, в системах энергорезервирования предприятий, а также в системах сглаживания пиковых нагрузок на объектах ГТС, отмечается в презентации.

Химик также рассказал, что разработка может быть применена и в такой стратегической области как система резервирования газа. "Технология адсорбирования природного газа является выгодной альтернативой крупным комплексам газового резервирования, таким как ПХГ, особенно там, где нет условий и возможностей для их строительства", - уверены российские ученые.

"Единая система газоснабжения включает не только трубопроводы, но и подземные хранилища газа. Проблема заключается в том, что их нельзя располагать там, где нужно потребителю - для этого нужны соответствующие геологические и географические условия. Наша технология позволяет строить их не там, где это можно, а где это нужно. И это дополнительное преимущество. Пока это в виде концепции, но мы надеемся на развитие", - добавил он.

ТЕХНОЛОГИЯ

Как сообщалось, в 2017 году "Газпром" и Российская академия наук определили семь прогрессивных технологий, способных оказать максимальное влияние на деятельность компании. Были заключены договоры на проведение соответствующих НИОКР. В том числе была начата работа по теме "Разработка инновационных материалов для хранения и транспортировки природного газа метана" с ИФХЭ им. Фрумкина РАН. Работа должна обеспечить кратное увеличение адсорбционной способности по метану в новых нанопористых адсорбционно-активных материалах разной химической природы для систем транспортировки и хранения газа.

По сообщению Минобрнауки России, лаборатория ИФХЭ РАН разработала технологию получения функционального адсорбента высокой плотности на основе циркониевой металл-органической каркасной структуры (МОКС).

Адсорбционное аккумулирование - сравнительно новый и перспективный способ хранения и транспортировки природного газа до потребителя. При адсорбционном аккумулировании природный газ заполняет поры адсорбента и находится в нем в связанном (сорбированном) состоянии в поле дисперсионных сил. Перспективные адсорбционные системы могут аккумулировать до 200 л газа на 1 л объема системы при температурах от -40 до +50 градусов. Заправка систем производится при более низких давлениях, что снижает энергозатраты по сравнению, например, с компримированным природным газом. При хранении адсорбированного метана потерь топлива не происходит, а поддержание системы не требует энергозатрат. Адсорбированный газ отличается повышенной пожаро- и взрывобезопасностью, поскольку находится в связанном состоянии в порах адсорбента.

Формованные блоки адсорбента на основе циркониевого металл-органического каркаса были получены путем компактирования с добавлением специальных связующих веществ. Подбор оптимальных условий формования (давления и связующего) позволяет более чем в два раза увеличить плотность адсорбента при минимальном разрушении структуры пор.

Эксперименты показали, что сосуд объемом 100 мл, снаряженный компактированным адсорбентом, может запасти до 10-12 л метана в интервале давлений от 2 до 4 Мпа. Это в 2-3 раза больше, чем для емкости без адсорбента, заполняемого сжатым метаном. Кроме того, в процессе заправки такого баллона адсорбентом температура системы повышается не более чем на 15 градусов, что значительно меньше, чем в баллонах, загруженных, например, активированными углями.

"Металл-органические каркасные структуры выгодно отличаются от других пористых материалов тем, что структуру, размер и форму пор адсорбента можно подобрать для решения конкретной задачи. Синтезировать такие материалы можно полностью из реактивов отечественного производства", - уверены авторы разработки.

Читайте "Интерфакс-Образование" в "ВКонтакте"