Новые многоразовые накопители водорода разработаны в России

🔄Оборудование выполнено из сплава титана и железа; разработчики из Томского политеха сообщают о том, что металлогидридные накопители способны сорбировать и десорбировать водород несколько тысяч циклов с потерей эффективности не более 5–10%.

💬Как сообщает пресс-служба вуза, использование гидридов металлов рассматривается учеными как альтернативный способ накопления и выделения водорода: в данное время самым распространенным методом является хранение его в баллонах под давлением 150 или 350 атм., что требует повышенных мер безопасности. Работая над созданием новых систем хранения газа, исследователи рассмотрели сплавы лантана и никеля, а также титана и железа, причем одно из преимуществ последнего заключается в отсутствии необходимости закупать часть сырья за рубежом, при этом стоимость его в 3 раза ниже.

👥Сейчас ученые работают над улучшением изобретения. Накопители используются в виде мелкодисперсных порошков, вместо этого планируется создание накопителей-компактов с добавками для повышения теплопроводимости. Целью исследователей является разработка больших систем хранения водорода на отечественной сырьевой базе, пригодных для массового производства.

#наука #водород

Ученые из Казани получили новый эффективный катализатор для синтеза водорода

👨‍👩‍👧‍👦 Катализаторы играют ключевую роль при получении водорода путем восстановления протонов. Высокую эффективность здесь демонстрируют драгоценные металлы типа платины, однако их высокая стоимость делает их применение экономически нецелесообразным. Как сообщает пресс-служба Федерального исследовательского центра «Казанский научный центр Российской академии наук», альтернативой им может стать катионный фосфоросодержащий пинцерный комплекс никеля (II). Ученые провели исследования с применением его в качестве катализатора получения газообразного водорода и с использованием доступной уксусной кислоты в качестве источника протонов.

👨‍👩‍👧‍👦 Были сделаны выводы, что в присутствии исследуемого комплекса восстановление протонов на различных электродных материалах в присутствии уксусной кислоты происходит при низкой разнице потенциалов, что выгодно отличает его от других известных катализаторов, при этом достигается высокий выход по току. Как объясняют исследователи, данные результаты открывают новые возможности для использования комплексов металлов подгруппы никеля в качестве электрокатализаторов в процессах водородного синтеза, особенно в условиях низкой кислотности среды, для разработки более эффективных и экономичных способов получения водорода.

#наука #водород

Ученые Курчатовского института нашли новый способ получения сорбентов для ликвидации разливов нефтепродуктов с поверхности воды

*️⃣ Суперсорбент, который предлагают исследователи для решения проблемы, создан из полистирола, сообщает пресс-центр НИЦ «Курчатовский институт». Из него можно получать нетканые материалы методом электроформования – вытягивания ультратонких волокон из раствора или расплава полимера под действием электрического поля высокой напряженности. Одно из достоинств такого метода – это возможность создавать смеси полистирола с другими полимерами, применяя различные растворители, за счет чего можно гибко регулировать характеристики получаемых волокон.

⚙️ Ученые Курчатовского института провели ряд экспериментов, в ходе которых выяснили, что добавление в раствор этилового спирта приводит к снижению среднего диаметра волокон из-за уменьшения вязкости и повышения электропроводности растворов. Лучшие результаты были получены при использовании растворителя диметилформамида: материалы с его применением имеют самые тонкие волокна (менее 2,5 мкм) и самую высокую сорбционную емкость – до 185 г/г (то есть 1 г сорбента способен впитать в себя 185 г вещества, например масла). Такие гидрофобные материалы отличаются высокой эффективностью при очистке водоемов от разливов нефтепродуктов: исследователи отмечают, что они существенно превосходят используемые в настоящее время сорбенты.

#наука #нефтедобыча

Новая технология получения лития разработана в России

✉️ Патент на изобретение получили ученые Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН), сообщает «Российская газета», отмечая, что новый метод получения карбоната лития из сподумена сократит затраты на добычу данного металла почти в 2 раза.

🎓 Классическая технология предполагает, что сподумен, самый богатый литием минерал, прокаливают при 1000–1100 °С, затем спекают с серной кислотой, выщелачиванием получают раствор сульфата лития, после чего с применением соды осаждают карбонат лития. Данный процесс невозможно организовать на одном производстве – он требует перевозки химикатов, что удорожает производство и делает его небезопасным. Исследователи ГЕОХИ РАН вместо серной кислоты использовали гидросульфат аммония: на его основе они смогли создать простую, экономичную и экологически чистую технологию добычи лития, которая допускает ее реализацию в непосредственной близости от места добычи содержащей металл руды.

🌎 Планируется, что метод будет внедрен на крупнейшем месторождении лития в России, Колмозерском, которое находится на Кольском полуострове.

⚙️ Об актуальности исследований в данном направлении говорят показатели увеличения потребления лития в мире: сейчас его объемы составляют порядка 100 тыс. т в год, к 2030 г. они могут вырасти до 450 тыс. т.

#литий #наука

Российские ученые в сотрудничестве с нефтяниками нашли способ увеличить дебит нефти в сложнопостроенных коллекторах

👨‍👩‍👧‍👦 О наиболее эффективном способе заводнения для неоднородного коллектора с целью повысить нефтеотдачу пласта сообщили исследователи Пермского политеха и компании «Газпром нефть». Как сообщает пресс-служба вуза, новая разработка позволит извлекать нефть из самых труднодоступных участков, увеличивая доход без значительных финансовых вложений.

👨‍👩‍👧‍👦 Изучая низкопроницаемые пласты, содержащие большое количество остаточных запасов, эксперты проанализировали одно из нефтяных месторождений. Результаты показали, что при увеличении объемов закачки резко повышается обводненность добываемой продукции. Вода распределяется неравномерно и фильтруется по наиболее промытым зонам, в результате чего запасы низкопроницаемых пластов в разработку так и не вовлекаются. Решить эту проблему может более эффективная и менее затратная технология циклического заводнения. Суть ее заключается в создании в пластах нестационарного давления. В этом случае режим работы добывающих скважин периодически изменяется за счет остановки и возобновления работы, что перераспределяет давление и изменяет фильтрационные потоки, обеспечивая доизвлечение запасов нефти. Эффективность добычи нефти возрастает, свидетельствуют результаты исследования: оптимальные показатели разработки обеспечивает вариант с полуциклом закачки 30 суток. Чтобы улучшить работу скважин при существующем режиме, ученые также предлагают обработку призабойной зоны пласта кислотными составами для увеличения на 30% объема рабочего агента, закачиваемого в единицу времени.

⚛️ Применение технологии циклического заводнения позволит увеличить выработку низкопроницаемых коллекторов и технико-экономическую эффективность разработки нефтяных месторождений, заключают эксперты Пермского политеха и «Газпром нефти».

#наука #нефтедобыча

Ученые России создали одноатомные катализаторы для получения высокоочищенного водорода

👨‍👩‍👧‍👦 Для создания новой разработки объединились исследователи 4 институтов РАН и НИЦ «Курчатовский институт», сообщает ТАСС со ссылкой на Минобрнауки.

👨‍👩‍👧‍👦 В полученные учеными соединения инкапсулированы ионы кобальта и железа: данные биометаллы являются химически устойчивыми моноатомными катализаторами, перспективными для электрокаталитического получения высокоочищенного водорода для его использования в водородной и атомной энергетике, высокотехнологическом транспорте и передовой химической технологии.

👨‍👩‍👧‍👦 Особо подчеркивается, что в водородной энергетике для получения водорода как катализаторы применяются благородные металлы платиновой группы, отличающиеся высокой стоимостью, что ограничивает их массовое использование. Клеточные комплексы с инкапсулированными ионами железа и кобальта не только существенно экономичнее, они также свободны от производных серы, которые называют каталитическими ядами, малотоксичны и обеспечивают максимально высокую эффективность использования каталитической активности атомов этих металлов.

#наука #водород

Российские ученые применили бактерии для очистки почв, загрязненных нефтью

👨‍👩‍👧‍👦 Эксперименты произвели специалисты Казанского научного центра РАН, сообщает ТАСС со ссылкой на Минобрнауки: исследователи использовали уникальные способности биологически активных почвенных микроорганизмов разлагать ксенобиотики для рекультивации почв, которые были загрязнены нефтепродуктами, фенолом, азотсодержащими красителями.

🍃 К микробам, способным выживать и размножаться в таких условиях, при этом разрушая поллютанты – вредные вещества антропогенного происхождения, ученые отнесли штамм MGMM7 бактерии L. fusiformеs, выделенный из корней пшеницы. Их исследования показали, что при внесении в загрязненную сырой нефтью почву данного штамма стимулируется рост растений. В качестве примера был взят садовый кресс-салат, который нормально развивался в почве, при этом штамм разлагал нефть на 40–50%, снижал ее токсичность и восстанавливал почвенный слой, непосредственно прилегающий к корням растений.

#наука #экология

Инновационную технологию для экономии энергии создали ученые в России

👨‍👩‍👧 Исследователи Университета науки и технологий МИСИС (НИТУ МИСИС) предложили новый подход к созданию термоэлектрических материалов, которые в перспективе могут быть использованы для преобразования промышленного тепла в электричество. Как отмечает пресс-служба вуза, этот метод одновременно повышает энергоэффективность производственных процессов и минимизирует воздействие на окружающую среду.

🔥Промышленное отработанное тепло, выделяемое на производстве, может быть значительным источником энергии, при этом обычно она никак не используется. Предложенная учеными НИТУ МИСИС технология, позволяющая улавливать и перерабатывать тепло в электричество, использует термоэлектрические материалы, созданные на основе перовскита манганита кальция с добавлением марокита. Они демонстрируют улучшенные термоэлектрические свойства при повышенных температурах, что превосходит известные аналоги. Эти характеристики достигаются благодаря контролируемой пористости и оптимизированной структуре, которая оказывает значительное влияние на проводимость тепла и электричества.

⚙️Исследователи предложили метод, включающий молекулярное смешение химических веществ, где ионы равномерно распределяются в растворе, создавая основу для однородного материала. Затем жидкость превращают в аэрозоль, капли которого попадают в горячую зону реактора. Там происходит их локальное горение, что позволяет точно контролировать состав и формировать уникальные микроструктуры, такие как полые или пористые сферы с заданной толщиной стенок и размером пор, без промежуточных стадий обработки. Полученный порошок уплотняют и спекают при высоких температурах. В его структуре образовываются новые фазы, а важные для термоэлектрической эффективности материала свойства улучшаются.

🔉По словам научного сотрудника НИЦ «Конструкционные керамические наноматериалы» НИТУ МИСИС Жанны Ермековой, отличие нового метода от аналогов заключается в достижении рекордной эффективности преобразования тепла в электричество для чистого перовскита манганита кальция благодаря уникальной комбинации пористости, фазового состава и равномерности структуры. Также метод исключает длительное высокотемпературное обжигание, используемое в традиционных подходах, что делает его более энергоэффективным и простым для масштабирования.

#энергосбережение #наука

Пермские ученые определили оптимальные параметры работы для высокой эффективности добычи углеводородов

👨‍👩‍👧‍👦 Для этого исследователи Пермского политеха разработали модель околоскважинной зоны, включающей эксплуатационную колонну, цементный камень и участок породы-коллектора с перфорационными отверстиями. Она позволяет изучать влияние на проницаемость породы изменений, связанных с кумулятивной перфорацией – созданием гидродинамической связи между пластом и скважиной, в ходе которого в скважину спускают перфоратор на электрическом кабеле, взрыв от его зарядов образует направленную струю, которая создает каналы.

👨‍👩‍👧‍👦 Недостаток кумулятивной перфорации заключается в том, что из-за нее вблизи проделанных каналов меняется напряженно-деформированное состояние колонны, цементного камня и породы-коллектора, что приводит к снижению проницаемости горных пород и продуктивности скважины в целом. Для изучения таких изменений на проницаемость породы и на вероятность появления ослабленных или разрушаемых областей политехники провели численное моделирование околоскважинной зоны. Как отмечает пресс-служба вуза, полученные результаты позволили убедиться в необходимости выбора оптимального режима работы добывающих скважин для предотвращения интенсивного уплотнения коллектора при увеличении эффективных напряжений из-за снижения забойного и пластового давлений. Исследование ученых Пермского политеха позволило с помощью разработанной численной модели определить влияние депрессии на коэффициент продуктивности, что можно будет учесть в будущем при подборе эффективного режима добычи.

#наука #нефтедобыча

Разработка российских ученых поможет нефтяникам минимизировать разрушения крепи скважин

🛢 Ученые Пермского политеха впервые смоделировали крепь скважины, учитывая возникающее давление при перфорации, состав тампонажного раствора, свойства формируемого из него камня и параметры проведения прострелочно-взрывных работ. О новой разработке сообщает пресс-служба вуза, отмечая, что она актуальна для предприятий, занимающихся нефтедобычей. После процесса бурения стенки скважины укрепляют, спуская туда обсадную колонну и цементируя ее специальными тампонажными растворами. В полученной крепи формируют отверстия методом перфорации. Это необходимо для создания гидродинамической связи пласта со скважиной и начала процесса нефтеизвлечения. Неправильно подобранные параметры такой работы приводят к образованию трещин, которые становятся причиной преждевременного обводнения.

⚡️ Данную проблему и решают пермские исследователи. По словам заведующего кафедрой «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ Сергея Чернышова, традиционный подход, при котором плотность перфорации составляет 20 и 30 отверстий на метр длины коллекторов, не учитывает состав перфорационных жидкостей, забойное и пластовое давление. Не принимаются во внимание также свойства горной породы и физические процессы, происходящие в ней из-за воздействия на них ударной нагрузки при срабатывании перфоратора. Модель, разработанная политехниками, учитывает все эти особенности. Она позволит решить проблему сохранности цементного камня, что даст возможность не только выявить нарушение герметичности, но и вычислить максимально допустимую нагрузку на крепь, установить требования к свойствам тампонажного камня, а также разработать рекомендации к параметрам проведения перфорации.

☑️ Результаты, полученные учеными, могут быть использованы при определении оптимальных рецептур тампонажных растворов для крепления скважины, а также при выборе основных параметров перфорации. Это снизит риск ухудшения целостности и герметичности скважин, значительно сократит расходы на ее ремонт.

#нефтедобыча #наука

Разработка российских ученых поможет нефтяникам минимизировать разрушения крепи скважин

🛢 Ученые Пермского политеха впервые смоделировали крепь скважины, учитывая возникающее давление при перфорации, состав тампонажного раствора, свойства формируемого из него камня и параметры проведения прострелочно-взрывных работ. О новой разработке сообщает пресс-служба вуза, отмечая, что она актуальна для предприятий, занимающихся нефтедобычей. После процесса бурения стенки скважины укрепляют, спуская туда обсадную колонну и цементируя ее специальными тампонажными растворами. В полученной крепи формируют отверстия методом перфорации. Это необходимо для создания гидродинамической связи пласта со скважиной и начала процесса нефтеизвлечения. Неправильно подобранные параметры такой работы приводят к образованию трещин, которые становятся причиной преждевременного обводнения.

⚡️ Данную проблему и решают пермские исследователи. По словам заведующего кафедрой «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ Сергея Чернышова, традиционный подход, при котором плотность перфорации составляет 20 и 30 отверстий на метр длины коллекторов, не учитывает состав перфорационных жидкостей, забойное и пластовое давление. Не принимаются во внимание также свойства горной породы и физические процессы, происходящие в ней из-за воздействия на них ударной нагрузки при срабатывании перфоратора. Модель, разработанная политехниками, учитывает все эти особенности. Она позволит решить проблему сохранности цементного камня, что даст возможность не только выявить нарушение герметичности, но и вычислить максимально допустимую нагрузку на крепь, установить требования к свойствам тампонажного камня, а также разработать рекомендации к параметрам проведения перфорации.

☑️ Результаты, полученные учеными, могут быть использованы при определении оптимальных рецептур тампонажных растворов для крепления скважины, а также при выборе основных параметров перфорации. Это снизит риск ухудшения целостности и герметичности скважин, значительно сократит расходы на ее ремонт.

#нефтедобыча #наука

Казанские ученые внесли свой вклад в процесс очистки загрязненных нефтепродуктами почв

🏛 Предложение сотрудников учебно-научной лаборатории «Центр агро-и-экобиотехнологий» Института экологии, биотехнологии и природопользования Казанского федерального университета (КФУ) основывается на разработанных ими ранее методах очистки почв.

🎤 По словам старшего преподавателя кафедры биотехнологии Института экологии, биотехнологии и природопользования КФУ Лилии Бикташевой, основой технологий биоремедиации нефтезагрязненных почв являются бактерии-биодеструкторы, способные разлагать углеводороды, а также производимые ими биосурфактанты – поверхностно-активные вещества (ПАВ) микробиологического происхождения. Эти вещества играют ключевую роль в процессе очистки, так как обладают уникальными свойствами, позволяющими эффективно бороться с загрязнениями. Поскольку бактерий, которые разрушают нефть, в почве немного, требуется им помочь: один из способов – выделение из загрязненного грунта бактерий, очищение их в лаборатории, размножение и возвращение в почву. Ученые предложили вместо таких бактерий вносить в почву биосурфактанты – ПАВы, которые они выделяют. Благодаря эмульгирующим свойствам и способности снижать поверхностное натяжение воды биосурфактанты значительно повышают доступность углеводородов для микроорганизмов-деструкторов, которые содержатся в почве в небольшом количестве. Когда такие ПАВы вносятся в почву, нефть эмульгирует, распадаясь на шарики. В таком состоянии бактериям легче ее перерабатывать. Это позволяет ускорить процесс разложения нефтепродуктов в почве.

🔘 Эффективность метода уже подтвердили лабораторные эксперименты, в результате которых содержание углеводородов в почве снизилось на 35% после применения 1%-ного раствора биосурфактантов.

#наука #экология