Ведущий научный сотрудник Института криосферы Земли Тюменского научного центра СО РАН Надежда Молокитина создала технологию, позволяющую хранить и транспортировать природный газ в виде твёрдых кристаллов — газовых гидратов, внешне напоминающих снег или рыхлый лёд. Авторская методика, основанная на использовании биоразлагаемых полимеров, ускоряет образование гидратов в 10–20 раз по сравнению с существующими методами, а сам способ хранения газа в твёрдом состоянии в 8 раз безопаснее сжижения.
Что такое газовые гидраты
Газовые гидраты — это кристаллические соединения, в которых молекулы газа (в данном случае метана) заключены в полости кристаллической решётки воды. Один объём гидрата может содержать до 180 объёмов газа. «Если газ внутри горючий, этот снег может гореть. Вот это и есть газовые гидраты», — поясняет Надежда Молокитина.
В отличие от сжиженного природного газа, который требует криогенных температур около –160 °C, гидраты стабильны уже при –20 °C. Это делает их хранение и транспортировку значительно безопаснее: риск возгорания и взрыва снижается в 8 раз по сравнению со сжиженным газом.
Как работает технология
Ключевое открытие Молокитиной — использование биоразлагаемых полимеров (например, поливинилового спирта) в качестве промоторов гидратообразования. Добавление таких веществ в реакционную среду ускоряет процесс образования твёрдых кристаллов в 10–20 раз, что делает технологию экономически рентабельной.
Основой для получения гидратов послужила так называемая «сухая вода» — нанодисперсия воды на основе кремнезема, изучением которой Молокитина занималась на физическом факультете Тюменского государственного университета. Этот материал позволил получать стабильные газогидратные структуры с высокой газоёмкостью. Команда учёных уже запатентовала устройство для промышленного производства таких кристаллов.
Значение для энергетики и криогенной отрасли
Масштаб открытия огромен: около 65% территории России — это зона вечной мерзлоты, где в естественных условиях залегают газовые гидраты. Их запасы на шельфе Мирового океана значительно превышают разведанные месторождения традиционного газа.
Долгие годы технологию считали нерентабельной. «Мне говорили: "Да кому нужны эти технологии? Это дорого"», — вспоминает Надежда. Однако после изменения геополитической ситуации интерес к газогидратным технологиям резко возрос. «Что там с технологиями транспортировки? Когда мы сможем это внедрить?» — такие вопросы теперь звучат регулярно.
Работы Молокитиной поддержаны Тюменским государственным университетом и Институтом криосферы Земли СО РАН.
Справка
Надежда Сергеевна Молокитина — ведущий научный сотрудник Института криосферы Земли Тюменского научного центра Сибирского отделения РАН, кандидат технических наук (2015), создатель и руководитель лаборатории физико-химических исследований гидратов природных газов. Она также является внучатой племянницей легендарного физика, академика Игоря Курчатова.
Войдите
или зарегистрируйтесь,
чтобы поставить зачет
Факт дня
Комментарии 0
Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставить комментарий