Новый углеродный адсорбент повысит эффективность хранения сжиженного природного газа
Ученые лаборатории сорбционных процессов ИФХЭ РАН разработали технологию синтеза монолитного углеродного адсорбента с развитой микро-мезопористой структурой для использования в криогенных условиях. Одно из возможных применений нового материала — улавливание паров сжиженного природного газа в системах криогенного хранения и транспортировки. Эксперименты показали, что новый адсорбент вблизи температуры кипения метана вмещает до 380 литров газа на литр системы хранения. Это больше, чем при тех же условиях запасают известные перспективные сорбенты.
Известно, что при обращении со сжиженным (при температуре минус 161 градус) природным газом, при его хранении и транспортировке, неизбежно образуется отпарной газ. По экологическим и экономическим соображениям выброс отпарного газа в атмосферу или факельное его сжигание нежелательны. Традиционно при помощи компрессоров пары возвращают в цикл сжижения либо направляют в качестве топлива в энергетические установки, в том числе для собственных нужд. Однако данные подходы не всегда применимы.
Например, в системах хранения сжиженного природного газа, предназначенных для малых потребителей, модуль возврата паров метана не всегда предусмотрен. Поскольку уровень потребления газа у них часто не является постоянным, пары метана могут представлять проблему и приводить к негативным последствиям. Поэтому необходимо разрабатывать современные и эффективные решения для утилизации паров.
В последнее время большое значение приобретает технология адсорбционного аккумулирования природного газа, которая предполагает использование в системе хранения специального пористого сорбента. Эта технология разрабатывается как более энергоэффективная и пожаро- и взрывобезопасная альтернатива хранению газа в компримированном (сжатом) виде, поскольку таким образом удается аккумулировать сопоставимое или большее количество газа при гораздо более низких давлениях (3,5-7 МПа) по сравнению со сжатым газом.
Для сжиженного газа адсорбционная технология может быть не альтернативой, а дополнением к существующей инфраструктуре. Добавление адсорбционного модуля не только позволяет сохранить выделившийся газ, но и повышает безопасность. Важно отметить, что адсорбционная технология может быть особенно эффективной при докритических температурах (ниже минус 83 градусов). Наличие в структуре материала мезопор (шириной от двух до 50 нанометров) значительно увеличивает его адсорбционную емкость в криогенных условиях. При этих температурах в мезопорах происходит капиллярная конденсация, при которой плотность адсорбируемого газа доходит до плотности жидкой фазы. Поэтому такой адсорбент способен запасти намного больше метана.
Для производства нового адсорбента ученые использовали отходы древесины. Сначала сырье было карбонизировано (пережжено в уголь), затем уголь подвергся двухступенчатой активации. На первом этапе было создано большое количество микропор, которые на второй ступени активации были преобразованы в мезопоры. После активации проводилось формование готового адсорбента в монолитные блоки. Изготовленные блоки успешно прошли испытания в составе опытного аккумулятора, что подтвердило эффективность адсорбента для сбора испаренного метана. Помимо самого адсорбента, авторами была предложена концептуальная технологическая схема для аккумулирования отпарного газа.
«Мы предлагаем синергетическое решение, при котором адсорбционная технология становится частью инфраструктуры для хранения и транспортировки сжиженного природного газа и повышает ее надежность, эффективность и безопасность», — сказал один из авторов работы, сотрудник лаборатории сорбционных процессов ИФХЭ РАН, аспирант Александр Гринченко.
Природный газ — единственный вид ископаемого топлива, потребление которого в будущем будет не сокращаться, а расти. Это связано с его относительной дешевизной и значительно меньшим выбросом вредных веществ при потреблении, по сравнению с углем и нефтью. В «Стратегии научно-технического развития Российской Федерации» среди приоритетов указаны переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике и повышение эффективности добычи и глубокой переработки углеводородного сырья. Новые современные технологии для добывающей и энергетической отрасли отвечают поставленным задачам и являются в высшей степени актуальными.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые использовали квантовые процессоры для расчета поведения атомов внутри жидкой соли, из которой образуется топливо для термоядерного синтеза. Модель с высокой точностью рассчитала химические связи внутри заряженной жидкости. Это поможет инженерам быстрее подобрать состав компонентов для будущих электростанций.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Психологам не удалось подтвердить стереотип о том, что мужчины не склонны к многозадачности, в отличие от женщин. Однако они выяснили, почему могло сложиться такое мнение.
Ученые Сеченовского Университета выявили генетические особенности, связанные с развитием разных клинических форм ювенильной склеродермии — редкого аутоиммунного заболевания, которое приводит к поражению кожи, сосудов и соединительной ткани. Исследование показало, что полиморфизм ряда генов,участвующих в патогенезе склеродермии предрасполагает к развитию разных клинических форм болезни. В перспективе эти данные могут позволить точнее прогнозировать течение заболевания и подбирать терапию индивидуально.
Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Перепад температуры способен породить спиновый ток — причем безо всякого электрического тока, проводов и контактов. Ученые из Международного центра теоретической физики им. А. А. Абрикосова МФТИ Евгений Седов и Алексей Кавокин теоретически показали, что газ экситонных поляритонов превращает тепловой градиент в целое семейство спиновых и поляризационных токов. Их работа описывает оптические аналоги хорошо известных термоэлектрических эффектов и формулирует правила, по которым с помощью тепла можно управлять поляризацией света.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно