Разработка пермских ученых поможет нарастить объем нефтепродуктов, получаемых из пластиковых отходов

🧬Установку для получения нефтепродуктов из пластиковых отходов практически любого вида разработали в Пермском национальном исследовательском политехническом университете (ПНИПУ). Как сообщает пресс-служба вуза, она требует в 4 раза меньше рабочей площади, чем существующие подобные установки, полностью состоит из отечественных комплектующих, а в качестве растворителя пластика использует воду в состоянии флюида.

🧪Как отмечают разработчики, вода в своем обычном состоянии не обладает достаточными свойствами для разложения пластика: для этого ее потребовалось поместить в замкнутую систему, нагреть до 373 ˚C и сжать под давлением выше 217 атм. Так вещество достигло критической точки и перешло в состояние флюида, одновременно оставаясь жидкостью и газом. В таком состоянии оно позволяет разрушать самые сложные химические цепочки промышленных отходов и не дает им склеиваться обратно. По сути, вода в этом случае является одним из наиболее эффективных растворителей, причем самым экологически чистым.

⏺Уникальность нового решения заключается также и в том, что оно не требует предварительной сортировки и очистки сырья, а при переработке сразу получается готовый товар.

🗑Тема переработки пластика актуальна не только для России, но и для всего мира. Ежегодно в стране образуется от 3,5 до 8,5 млн т пластикового мусора, а к 2025 году эти показатели могут удвоиться, отмечают в вузе. Вторично перерабатывается порядка 5–12% пластика. Требования экологической безопасности, однако, предписывают не только утилизацию промышленных отходов, но и переход на производство замкнутого цикла. Этого поможет достигнуть в том числе и разработка ученых ПНИПУ.

⚙️ В данное время первые образцы установки уже проходят испытания с дальнейшей перспективой внедрения.

#наука #переработка

Китайские химики разработали мембрану для быстрого извлечения лития из соленых озер

💎 Мембрана создана на основе нитрида углерода, она активно пропускает через себя ионы лития и препятствует движению похожих на него атомов.

⚛️ Как передает ТАСС со ссылкой на пресс-службу штаб-квартиры Китайской академии наук, по принципам работы мембрана похожа на клеточные мембраны и ионные каналы, которые могут избирательно пропускать через себя определенные типы ионов и при этом блокировать движение всех остальных атомов и молекул.

👩🏻‍🔬 Ученые проверили работу нового материала на растворах, которые имитировали воду соленых озер, содержащую в себе большие количества ионов натрия, магния и других металлов, а также небольшие количества атомов лития. Опыты показали, что литий успешно просеивается из данного водного раствора, при этом остальные частицы остались в «рассоле». О высокой практической применимости созданной мембраны говорит то, что она сохраняла высокий уровень избирательности и проницаемости для ионов лития на протяжении более двухсот часов непрерывной работы.

💬 Авторы разработки уверены, что она будет способствовать дальнейшему развитию подходов к эффективному извлечению лития из окружающей среды и сделает его производство более дешевым и экологичным процессом.

#литий #наука

Разработка российских ученых поможет сделать шаг к 6G

⚛️ Благодаря плазмонному интерферометру терагерцевого диапазона, созданному учеными Института ядерной физики Сибирского отделения РАН (ИЯФ СО РАН), становится возможным быстрее подобрать материалы для плазмонных устройств беспроводной связи и перейти в область терагерцевых частот в сфере телекоммуникаций. Терагерцевые частоты, в отличие от широко используемых СВЧ, способны передавать с большей скоростью больший объем данных — до 1 Тбит/с. Сфера применения устройств ТГц-диапазона обширна, от безопасности до космоса и медицины.

📌 Как отмечает пресс-служба ИЯФ СО РАН, в разработанном физиками плазмонном интерферометре для изучения оптических свойств металлов и полупроводников, на основе которых создаются интегральные компоненты для систем беспроводной связи, используются не классические электромагнитные волны, а поверхностные плазмон-поляритоны — электромагнитные колебания на границе между металлом и диэлектрическим материалом. Электромагнитная волна распространяется по поверхности материала вместе с волной свободных зарядов. Характеристики этих зарядов несут информацию об оптических свойствах образца.

⚙️ Разработанный и апробированный на Новосибирском лазере на свободных электронах плазмонный интерферометр уже продемонстрировал возможность изучения оптических свойств поверхности материалов и тонких пленок.

#наука

Российские ученые предложили способ получения этилена из природного газа

🔬 Катализаторы для обеспечения данного процесса разработали сотрудники Центра новых химических технологий Института катализа (ЦНХТ ИК) СО РАН, сообщает пресс-служба института. При их создании был применен кобальт, что отличает новую разработку от аналогов, использующих более дорогостоящее серебро.

💬 Как отмечают ученые, большую часть этилена в промышленности получают из нефтяного сырья, однако истощение нефтяных месторождений заставляет обратить внимание на альтернативные способы получения этилена. В их число входит и природный газ, который может стать основой для получения ценных химических продуктов.

💬 Новые каталитические системы позволяют получать этилен методом селективного гидрирования ацетилена, который образуется в ходе пиролиза основного компонента природного газа — метана. Для этого наночастицы кобальта наносят на пористую поверхность вместе с наночастицами палладия, в качестве носителя применяют углеродный материал сибунит, также разработанный на опытном производстве ЦНХТ ИК СО РАН. Как отмечают авторы метода, данный материал обладает уникальным сочетанием свойств, имеет развитую поверхность, мезопористую структуру и высокую механическую прочность, а на его поверхности отсутствуют нежелательные активные центры, которые способны влиять на процесс катализа.

📰«Полученные результаты расширяют знания о свойствах биметаллических каталитических систем и могут стать основой для разработки нового промышленного катализатора селективного гидрирования ацетилена для получения этилена», — подчеркивают в Институте катализа СО РАН.

#этилен #наука

Российские ученые увеличили мощность перовскитных солнечных батарей

🪫 Ученые Университета науки и технологий МИСИС и Института синтетических полимерных материалов РАН им. Н.С. Ениколопова разработали защитный слой для перовскитных солнечных батарей, способный повысить их энергоэффективность и долговечность, сообщает пресс-служба НИТУ «МИСИС».

💪 Ученые синтезировали самособирающийся монослой на основе трифениламина с карбоксильной связующей группой. Его применение улучшило перенос заряда между перовскитными поглотителями и неорганическими слоями. Инновационный материал увеличивает коэффициент полезного действия модульных фотоэлементов до 15,64% и даже при низком освещении наращивает мощность до 90%.

🪫 Технология важна для развития возобновляемых источников энергии в России. Инновация поможет эффективнее использовать солнечные батареи в любых климатических условиях, способствуя устойчивому развитию экологически чистых источников электроэнергии.

#ВИЭ #наука

Ученые из Санкт-Петербурга создают разработку, которая позволит перейти на отечественное газотурбинное оборудование

📍Работа идет в Петербургском политехе: как сообщает пресс-служба вуза, сейчас создаются универсальные инструменты для прогнозирования и оптимизации параметров парогазовых установок (ПГУ) и их режимов работы. Это поможет ускорить ввод разрабатываемых отечественных газотурбинных установок (ГТУ) в промышленный цикл. Так, специалисты университета разрабатывают имитационные модели, программное обеспечение и методики, по которым будут формироваться рекомендации заводам-изготовителям по оптимизации параметров пара и структуры утилизационного контура теплофикационной ПГУ для достижения максимальной эффективности производственного цикла.

🦾По мнению доцента Высшей школы атомной и тепловой энергетики СПбПУ Ярослава Владимирова, при создании мощных отечественных ГТУ нецелесообразно полностью копировать характеристики действующих машин иностранного производства — следует использовать наработки российской научной школы энергетического машиностроения. Российские специалисты уже произвели расчеты газовой турбины и электрогенератора ГТЭ-170.1, по результатам которых выявили, что в летний период установка может работать на пониженных параметрах пара, сохраняя оптимальный режим.

☑️ Внедрение предлагаемых оптимизационных инструментов позволит повысить конкурентоспособность новых отечественных парогазовых технологий как при замене зарубежного газотурбинного оборудования, так и при строительстве высокоэффективных парогазовых мощностей на отечественном оборудовании.

#ГТУ #наука

Российские ученые помогут наладить бездефектное производство нефтяных насосов

⚛️Разработкой занимаются специалисты Пермского политеха. Во время производства плунжерных насосов, применяемых при добыче полезных ископаемых под высокими давлениями, возникают трудности. Как поясняет пресс-служба вуза, устройства изготавливаются из длинных полых длинномерных тонкостенных биметаллических цилиндров, состоящих из таких деталей, как обечайка и лейнер. Чтобы повысить прочность, элементы конструкции подвергают термомеханической обработке, при этом появляются большие внутренние напряжения, нагрев изделия может привести к его короблению. Чтобы определить остаточные напряжения, существуют экспериментальные способы: химические, рентгенографические, магнитные, поляризационно-оптические, термические и механические. Однако многие из них требуют больших временных затрат, приводят к нарушению структуры образцов, удалению части материала на них или к полному уничтожению.

⚙️ Предложение пермских исследователей касается оценки внутренних напряжений биметаллических цилиндров, которая позволяет определить наиболее эффективный технологический цикл производства изделия. Чтобы реализовать новую методику, они сформулировали и решили задачу в рамках теории упругости, вывели новые формулы, которые позволяют находить уровень напряжений в зависимости от экспериментальных измерений, а затем провели исследования на биметаллических образцах (кольцах) с лейнером из разных классов сталей после различных вариантов обработки. Эксперименты позволили для каждого изученного материала лейнера установить необходимый вид обработки, степень деформации и температуру постдеформационного нагрева. Так были подобраны оптимальные режимы обработки биметаллических цилиндров, которые обеспечивают высокий уровень адгезии (сцепления поверхностей), минимальные остаточные напряжения и изменения геометрии лейнера.

⚙️ При исследовании политехники сформулировали критерии для оптимизации термомеханической обработки изделий: остаточные напряжения в цилиндре, отклонения в размерах деталей и разница напряжений между обечайкой и лейнером должны быть минимальными, а сцепление между ними — максимальным.

🖊 Как подчеркивают в вузе, предложенный метод позволяет эффективно оценить уровень остаточных напряжений в биметаллических цилиндрах, что, в свою очередь, помогает подобрать нужные режимы их обработки. Применение такой методики значительно улучшает процесс изготовления плунжерных нефтяных насосов, снижает риск деформации элементов конструкции, повышает качество и надежность продукции нефтегазовой промышленности.

#нефтедобыча #наука

Российские ученые помогут нефтедобывающим предприятиям повысить энергетическую эффективность

⚛️ Исследователи Пермского политеха разработали программу для анализа электропотребления в различных условиях добычи нефти, сообщает Naked Science со ссылкой на пресс-службу ПНИПУ. Ученые говорят, что их разработка поможет в принятии решений по оперативному перераспределению ресурсов без простоя оборудования и нарушения работы производства, а также позволит повысить энергетическую эффективность с сохранением объемов добычи.

💡 Сегодня существует разнообразное ПО, которое способно выполнять расчеты электропотребления, определять параметры скважины и электротехнического комплекса (ЭТК), но нет программы, которая бы их объединяла. Разработка ученых Пермского политеха анализирует электропотребление при изменении параметров в скважине, позволяет моделировать ЭТК, реализовывать различную компоновку элементов электротехнического комплекса нефтедобывающего предприятия. На основе рассматриваемых структур проводится анализ расчета энергопотребления с сопоставлением текущего технологического режима, который дает возможность принять верное оптимизационное решение для снижения затрат на электропотребление.

💬 Как отмечают авторы разработки, ее преимущество состоит в возможности задавать режим работы модулей в любой момент времени. Это позволяет оценить то, как меняется электропотребление предприятия, — в лучшую или худшую сторону. Таким образом, ПО может применяться как инструмент анализа для выявления нерационального использования энергоресурсов в процессе добычи нефти. По словам доктора технических наук, ректора ПНИПУ Антона Петроченкова, программа также дает возможность интегрировать и апробировать разработанные алгоритмы энергоэффективных способов управления нефтедобывающим оборудованием без риска длительного простоя и нарушения технологического процесса.

#наука #нефтедобыча