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

Новая комплектация мезотомографа, разработанная в России, будет давать больше информации о керне

🦾 Устройство, использующееся для изучения внутренней структуры образцов горных пород, было оснащено новым источником излучения. Кроме того, ученые Томского политехнического университета (ТПУ) в сотрудничестве со специалистами Томского научно-исследовательского института нефти и газа улучшили мехатронные системы и обновили программное обеспечение.

🔬 Как отмечает пресс-служба ТПУ, ключевой особенностью новой версии оборудования стало то, что теперь на нем можно проводить исследования и полноразмерных, и стандартных образцов керна, причем при вдвое увеличенном разрешении. Это позволит получать более точные характеристики исследуемых образцов.

💬 По словам проректора по науке и стратегическим проектам ТПУ Алексея Гоголева, высокая производительность лабораторных томографов сегодня необходима в первую очередь для отбора проб, которые необходимо изучить с большей точностью.

🤖 В программное обеспечение мезотомографа ученые «вшили» алгоритмы нейронных сетей, которые дают возможность сильно сократить процесс обработки сырых томографических данных: теперь счет будет идти не на недели и месяцы, а на минуты и часы.

#наука #геология

Арктику от разливов нефти спасет «съедобная губка» – разработка российских и киргизских ученых

🧪Новый сорбент, который поглощает нефть и нефтепродукты с поверхности водоемов, представили исследователи Сибирского федерального университета в составе международного научного коллектива.

💬Как поясняет пресс-служба вуза, разлив нефти или нефтепродуктов в водоемах приводит к формированию на поверхности воды пленки, не пропускающей кислород, свет и тепло, причем в северных регионах наносимый таким образом ущерб может стать непоправимым. Для минимизации его коллектив российских и киргизских ученых из Сибирского федерального университета и Таласского государственного университета разработал полимерный сорбент на основе нетоксичных и непатогенных компонентов с добавлением природных веществ, таких как гуминовые кислоты.

🛢Проведенные эксперименты показали, что новый состав поглощает 90–98% нефти и нефтепродуктов с поверхности воды при температурах от 0 до +40 °С и разлагается, не нанося дополнительного ущерба окружающей среде. Данные свойства обусловлены наличием в составе композиции полимерных смол — карбамидоформальдегидной и меламиноформальдегидной. Сорбент может быть использован также в качестве медленнодействующего полимерного удобрения: разложение карбамидных смол до аммиака происходит в течение 3–5 лет.

🗓️В настоящее время исследователи ведут эксперименты по оценке влияния сорбента на арктические растения и микробиоту почвы.

#наука #Арктика

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

Экономичные сплавы для выделения сверхчистого водорода создали томские ученые

🧪Сегодня производство водорода связано в первую очередь с получением газовых смесей, из которых в дальнейшем необходимо извлекать чистое вещество. Ученые Инженерной школы ядерных технологий Томского политехнического университета занялись разработкой металлических мембран из многокомпонентных сплавов: они позволят эффективно отделять водород от других газов в составе смеси.

🔬Как сообщает пресс-служба вуза, исследователи синтезировали высокоэнтропийные сплавы, состоящие из 5 и более элементов, для чего сначала изучили сплавы ниобия, никеля, титана, ванадия, кобальта и циркония с точки зрения их влияния на проницаемость водорода. Созданные в результате экспериментов сплавы сочетают высокую стабильность и водородную проницаемость, что делает их похожими на дорогостоящие материалы из чистого палладия и палладиево-серебряные сплавы.

👨‍🔬Ученые подчеркивают, что предложенный ими подход также помогает формировать фундаментальные основы для понимания поведения водорода в сплавах в зависимости от их состава: это является важным для прогнозирования свойств разрабатываемых материалов.

#водород #наука

Контролировать поиски нефти помогут солнечно-слепые приемники изображений, разработанные российскими учеными

💬 О новых изысканиях исследователей Московского института электронной техники (МИЭТ) сообщает пресс-служба Российского научного фонда. В данное время ученые разрабатывают технологию создания сенсорно-преобразовательных пленок и фотокатодов на их основе, которые будут использованы в приемниках изображений, чувствительных к излучению в солнечно-слепом УФ-диапазоне.

⚙️ К сегодняшнему дню уже разработан и изготовлен фотокатод на основе поликристаллической алмазной пленки, легированной бором. Используя его, авторы исследования впервые в мире смогли создать экспериментальные образцы приемников изображений, чувствительные в солнечно-слепом ультрафиолетовом диапазоне 180–280 нм. Сейчас планируется насытить алмазную пленку люминесцирующими NV-центрами и сформировать ее на тыльной стороне кварцевого входного окна электронно-оптического преобразователя, что позволит получить одноканальные двухспектральные приемники изображений. Они будут не только регистрировать и распознавать объекты, излучающие в солнечно-слепом ультрафиолетовом диапазоне, но и координатно привязывать их изображения к изображению окружающей местности.

🛢 Таким образом, приемники можно будет использовать для решения широкого круга задач, от ранней бесконтактной диагностики технических неисправностей в высоковольтных линиях электропередачи до осуществления контроля процесса поискового бурения нефти.

#наука #нефтедобыча

Дебиты добывающих скважин на Самотлоре повысили с помощью новой разработки

🛢 Программное обеспечение для мобильных компрессорных установок, с помощью которого решаются задачи совершенствования процессов нефтедобычи, разработано специалистами «Самотлорнефтегаза» в сотрудничестве с научным институтом «Роснефти» в Самаре.

🖥 Как сообщает пресс-служба «Роснефти», новый программный модуль позволил увеличить на 15% удельную добычу нефти на Самотлорском месторождении, среднесуточная добыча нефти на одной скважине повысилась на 8 т. Мобильные компрессорные установки здесь используются для откачки газа из затрубного пространства скважин: это приводит к увеличению притока нефтесодержащей жидкости из пласта. Новое программное обеспечение обладает возможностью адаптироваться под условия каждой скважины, оперативно реагировать на их изменения и корректировать рекомендации для улучшения показателей.

🛢 Как отмечают на предприятии, разработанный цифровой продукт планируется применять и на других объектах, где актуально решение вопроса ограничения потенциала дебита скважины из-за высокого затрубного давления.

#нефтедобыча #наука

Причиной сотни мини-землетрясений в Великобритании названа нефтедобыча

🇬🇧 Геологи Университетского колледжа Лондона провели собственное исследование причин подземных толчков, которые ощущали жители графства Суррей на юге Англии, и пришли к выводу, что их вызвала именно добыча нефти, сообщает naked-science.ru.

🔎 Магнитуда землетрясений была небольшой, составляла от 1,34 до 3,18 по шкале Рихтера, однако обсуждение их вызывало споры, и предположения об их связи с работами нефтяной компании UK Oil & Gas тогда были отклонены, поскольку эпицентры были на 5–10 км удалены от буровой площадки. В итоге пришли к заключению, что толчки были вызваны некими природными процессами.

👨‍💻 Однако в настоящее время, изучив новейшие данные о составе горных пород в графстве Суррей, ученые пришли к выводу, что мини-землетрясения все-таки были спровоцированы добычей нефти. В ходе исследования было проведено более 1 млн компьютерных симуляций, учитывавших информацию о геологии, объемах добычи углеводородов и расположении эпицентра землетрясений. В результате связь между работами нефтяников и подземными толчками оказалась очевидной. Как объясняют ученые, извлечение нефти из глубоких пластов вызвало падение давления в подземных структурах, последовавший за ним сдвиг горных пород и, как итог, серию землетрясений.

#нефтедобыча #наука

Ученые предложили использовать соевые бобы для защиты Арктики от разливов нефти

👩‍🔬 Новую разработку – экологически безопасный реагент – представили ученые из Москвы и Красноярска, сообщает портал наука.рф. Основой для него стали фосфолипиды, выделенные из измельченных соевых бобов, и спирт изобутанол. Полученный исследователями материал способен сократить площадь разливов: он стягивает тонкую нефтяную пленку на воде до толщины, при которой ее можно собрать специальными устройствами, скиммерами, или сжечь. Сам реагент легко разлагается в окружающей среде, а потому не приводит к ее загрязнению.

⚛️ В ходе испытаний авторы изобретения искусственно смоделировали нефтяной разлив: образец нефти вылили в контейнеры с водой комнатной температуры и охлажденной до 0 и 7 °С, после чего нанесли на пятна, растекшиеся по поверхности, синтезированный реагент. Уже в течение первой минуты он уменьшил площадь нефтяного пятна на 93% в контейнере с водой комнатной температуры и на 89% – в контейнере с охлажденной водой. Толщина нефтяной пленки за счет ее сжатия в более плотный слой увеличилась в 1,6–2,6 раза, что дало возможность удалять ее нефтесборной техникой или сжигать непосредственно на месте разлива.

🌾 Как отметила руководитель проекта, кандидат химических наук, старший научный сотрудник ИНХС РАН, доцент РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина Делгир Санджиева, по эффективности новый реагент превосходит большинство известных соединений для удаления разливов нефти, при этом имеет важное преимущество — он экологичен, поскольку быстро разлагается.

👨 В перспективе ученые протестируют его для удаления нефтяных пятен в природных условиях: требуется учесть все имеющиеся в естественной среде факторы, включая, например, ветер и течения.

#наука #экология