• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
05.05.2023
ИФХЭ РАН
435

Новые микро-мезопористые адсорбенты повысили длительность и безопасность хранения метана в сжиженном виде

4.5

В Лаборатории сорбционных процессов ИФХЭ РАН подведены итоги первого этапа работ по созданию научных основ адсорбционной технологии для увеличения продолжительности хранения сжиженного природного газа метана в низкотемпературных системах промышленного и бытового назначения.

Новые микро-мезопористые адсорбенты повысили длительность и безопасность хранения метана в сжиженном виде
Новые микро-мезопористые адсорбенты повысили длительность и безопасность хранения метана в сжиженном виде / ©Getty images / Автор: Анастасия Кожевникова

Природный газ в сжиженном виде хранится при температуре минус 162 градусов. Из-за теплообмена поверхности резервуара с окружающей средой часть сжиженного метана неизбежно испаряется. Испарение метана приводит к повышению давления в резервуаре, поэтому, если нет потребителя, от избыточных паров природного газа приходится избавляться, причем часто неэкономичным и неэкологичным способом: сбрасывать в окружающую среду или сжигать на факеле.

Разрабатываемые в лаборатории сорбционных процессов ИФХЭ РАН адсорбционные технологии позволяют обратимо аккумулировать этот «отпарной» газ и тем самым увеличивать длительность хранения и безопасность эксплуатации СПГ-систем, что сегодня критически важно для развития энергетики на основе сжиженного газа.

Для аккумулирования паров метана при критически низких температурах в данной работе предлагается использовать адсорбенты со специально подобранными порами (называемыми мезопорами, размером от 3 до 50 нм), в которых происходит капиллярная конденсация. Емкость таких адсорбентов в области докритических температур, когда метан еще можно сжижать при небольших относительных давлениях, в несколько раз превышает адсорбцию по сравнению с адсорбентами других типов.

На первом этапе ученые разработали научные принципы создания таких систем, сформулировали критерии их эффективности и определили требования к циклическим режимам работы. В лаборатории сорбционных процессов ИФХЭ РАН синтезированы и исследованы новые микро-мезопористые адсорбенты, эффективные для данной технологии, и проведены комплексные исследования новых систем. Результаты опубликованы в журнале «Физикохимия поверхности и защита материалов».

«Адсорбируя газ при криогенных температурах, можно увеличить удельную емкость системы свыше 350-400 нм3/м3. Это значительно больше тех величин, которые достижимы при обычных «комнатных» температурах. К тому же заполнение происходит при пониженном давлении. Например, работающая в общепромышленном температурном интервале система адсорбированного природного газа метана имеет емкость до 200 нм3/м3, работает при давлении 35 бар и выше, при этом для нее требуются микропористые сорбенты с высокой удельной поверхностью 1500-2000 м2/г.

Используя новые микро-мезопористые структуры при сверхнизких температурах (ниже минус 80оС), уже при давлении 6 бар мы получаем емкость адсорбента в 2-2,5 раза выше. Накопленный в адсорбенте метан можно полезно использовать», – рассказал заместитель руководителя Инженерно-технического центра ИФХЭ РАН, ведущий научный сотрудник Лаборатории сорбционных процессов ИФХЭ РАН, кандидат химических наук Илья Меньщиков.

Впереди запланированы работы по оптимизации параметров новых адсорбентов для аккумулирования паров сжиженного природного газа метана, создание масштабированных образцов функциональных материалов, их комплексные испытания в условиях, приближенных к реальным.

«Работа выполняется по гранту РНФ, и для нас как ученых очень важно, что фонд поддерживает фундаментальные работы, которые уже в скором времени смогут перейти в практическую плоскость. Мы стремимся не ограничиваться построением теоретической базы и лабораторного прототипа, а создавать на их основе новые технологии и формировать условия для внедрения. В частности, для ускорения трансформации научных разработок в востребованные технологии был создан Инженерно-технический центр (ИТЦ) ИФХЭ РАН», – отметил Илья Меньщиков. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук — один из ведущих химических институтов Российской академии наук. Насчитывает более 800 сотрудников, среди которых 7 академиков, 9 членов-корреспондентов РАН, более чем 100 профессоров и 260 кандидатов наук. Проводимые в ИФХЭ РАН фундаментальные и прикладные исследования характеризуются многопрофильностью и включают следующие научные направления: поверхностные явления в коллоидно-дисперсных системах, адсорбция, физико-химическая механика; супрамолекулярные и наноразмерные системы для использования в современных высоких технологиях; химическое сопротивление материалов, защита металлов и других материалов от коррозии и окисления; химия и технология радиоактивных элементов, радиоэкология и радиационная химия; электрохимия. Успехи сегодняшних исследований опираются на уникальную экспериментальную базу Центра Коллективного Пользования, позволяющую решать практически любую задачу физико-химического исследования вещества или свойств его поверхности разнообразными современными методами. В их числе: электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ, рентгеноструктурный анализ, рентгеновское малоугловое рассеяние, атомно-адсорбционный анализ, эллипсометрия, аннигиляция позитронов, хромато-масс-спектрометрия, инфракрасная, рамановская, фотоэлектронная, электронная спектроскопия, ядерный магнитный резонанс.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
6 часов назад
Редакция Naked Science

Новый анализ настроений жителей Великобритании старше 40 лет, показал, что горожане имеют более низкий уровень благополучия, удовлетворенности социальным и материальным положением по сравнению с жителями сельской местности. Но есть нюанс.

Позавчера, 16:02
Александр Березин

Ровно 55 лет назад США высадили людей на Луне. Почему они, а не мы? Это объясняли и неспособностью создать достаточно мощные двигатели для советской лунной ракеты, и ошибками в проектировании ракеты, и нехваткой финансирования. Все эти версии объединяет одно: они резко противоречат документам. Из них складывается совершенно иная картина проигрыша. Так что же на самом деле погубило советскую лунную программу? И отчего последствия этого удара до сих пор так больно бьют по «Роскосмосу»?

Вчера, 15:14
Редакция Naked Science

Ожирение за последние 50 лет стало встречаться втрое чаще и заняло устрашающую пятую позицию в причинах смерти. Не отстает от него и диабет второго типа. Исследователи из Мичиганского университета предложили новый метод пятикратного увеличения эффективности в снижении аппетита и потере веса.

17 июля
Игорь Байдов

Команда китайских инженеров разработала модель магнитоэлектрического генератора, способного эффективно преобразовывать энергию падающих капель в электричество. Устройство может быть полезно для районов с повышенной сезонной влажностью. Разработка ученых в теории выглядит перспективно, но вызывает некоторые вопросы. В частности, пока не ясно, можно ли найти ей практическое применение.

Позавчера, 16:02
Александр Березин

Ровно 55 лет назад США высадили людей на Луне. Почему они, а не мы? Это объясняли и неспособностью создать достаточно мощные двигатели для советской лунной ракеты, и ошибками в проектировании ракеты, и нехваткой финансирования. Все эти версии объединяет одно: они резко противоречат документам. Из них складывается совершенно иная картина проигрыша. Так что же на самом деле погубило советскую лунную программу? И отчего последствия этого удара до сих пор так больно бьют по «Роскосмосу»?

19 июля
Юлия Трепалина

Так называемый думскроллинг, или болезненное погружение в новостные ленты с преобладанием негатива, не просто вгоняет в стресс. Международная группа специалистов в области психологии и поведенческих наук выяснила, что такая манера потребления новостного контента способна провоцировать более глубокую экзистенциальную тревогу, ощущение бесцельности жизни и даже ненависть к людям.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

12 июля
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно