Ученые НГУ предлагают инновационное решение для улавливания углекислого газа

15 ноября 2023

Наука

Научные сотрудники Лаборатории теплофизических основ газогидратных технологий Физического факультета Новосибирского государственного университета представили инновационное решение, которое может привести к уменьшению выбросов углекислого газа в атмосферу.

Проблема изменения климата стоит перед человечеством как одна из самых острых задач, требующих оперативного решения. Увеличение выбросов углекислого газа в атмосферу является главным фактором, способствующим тому, что климат становится все более непредсказуемым и агрессивным.

Исследователи предлагают использовать природный механизм для улавливания углекислого газа. Они обратили внимание на газогидраты — супрамолекулярное соединение воды и газа, где молекулы воды образуют ажурный трехмерный каркас, внутри которого помещается молекула газа. Это соединение встречается в природе и способно удерживать большие объемы газа. Например, 80 % природного газа находится в состоянии газогидрата в зоне вечной мерзлоты или на дне океанического шельфа.

Однако процесс формирования гидрата крайне сложен и непредсказуем. Для ускорения процесса ученые НГУ предлагают использовать серебро. Наночастицы серебра добавляются в коллоидный раствор, который стимулирует образование гидрата. Этот метод не только увеличивает скорость этого процесса, но и способствует увеличению объема улавливаемого углекислого газа.

— Коллоидный раствор с наночастицами серебра, при наличии додецилсульфата натрия в качестве стабилизатора, значительно увеличивает объем улавливаемого в гидратное состояние углекислого газа. Эта комбинация также ускоряет процесс гидратообразования, — пояснил руководитель лаборатории, доктор физическо-математических наука Владимир Белослудов.

Этот метод позволяет улавливать углекислый газ из дымовых газов или синтез-газа, полученного в результате газификации топлив. Гидрат углекислого газа образуется при давлении всего 12 атмосфер при температуре 0 °C, что делает его экономически привлекательным для применения в промышленности. Улавливание углекислого газа позволяет использовать его в химической промышленности или даже захоронить, в то время как обогащенный водородом газ можно успешно применять в различных отраслях.

Полученные промежуточные результаты были представлены на конференции, посвященной газогидратам, X Conference of Gas Hydrates, которая прошла в Сингапуре с 9 по 14 июля этого года. Конференция была особенно значимой, учитывая, что из-за пандемии коронавируса она не проводилась в течение последних 6 лет.

— На конференции мы представили результаты наших теоретических исследований влияния наночастиц серебра на образование гидратов при наличии метана и диоксида углерода. В настоящее время исследования влияния наночастиц и ПАВ на скорость формирования гидратных фаз активно ведутся по всему миру. Мы продолжаем комплексное исследование, объединяя теоретические и экспериментальные подходы, —  рассказала старший научный сотрудник лаборатории, кандидат физико-математических  наук Юлия Божко.

Исследование, проведенное учеными НГУ с поддержкой Российского научного фонда, открывает новые перспективы в борьбе с климатическими изменениями. Использование серебра для улучшения процесса улавливания углекислого газа может стать ключом к созданию чистого и устойчивого будущего для нашей планеты.

Исследование проведено при поддержке гранта 22-19-00428 от Российского научного фонда.

Материал подготовил:  Антон Мелешкин, Лаборатория теплофизических основ газогидратных технологий Физического факультета НГУ

Теги: Наука, Физический факультет