Статьи

Сегодня перед учеными стоит важная задача — раскрыть все возможности химии в создании инновационных материалов для различных отраслей: энергетики, машиностроения, фармацевтики, медицины, экологии и т.д. Об исследованиях в этих областях, которые проводятся в рамках Союзного государства, рассказывают ученые из Новосибирска и Минска.

Интересы России и Беларуси пересекаются в области новой энергетики

Одно из современных направлений в каталитической химии — поиск более эффективной энергетики нового типа. Подобные исследования идут во многих странах мира, в том числе большое внимание развитию этого направления уделяют российские и белорусские ученые.

О текущих совместных проектах и перспективных исследованиях в этой области нам рассказал директор Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН доктор химических наук, профессор, академик РАН Валерий Иванович Бухтияров.

- Валерий Иванович, какие проекты с белорусскими химиками есть у Института катализа?

У нашего института с белорусскими коллегами сейчас три научно-исследовательских проекта. Они рассчитаны на 2016–2018 гг.

Первый из них — «Разработка каталитического генератора высокочистого водорода для автономного зарядного устройства на основе топливных элементов», который мы выполняем совместно с Институтом тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова НАН Беларуси; с белорусской стороны проектом руководит доктор технических наук В.Г. Минкина.

Использование водорода в качестве энергоносителя требует решения важной задачи, связанной с созданием компактной системы его хранения и генерации, так как при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении водород представляет собой газ с очень низкой удельной плотностью.

Перспективными источниками водорода для компактных топливных элементов считаются генераторы водорода на основе каталитического гидролиза боргидрида натрия. Главный элемент конструкции такого генератора — каталитический реактор.

Мы предложили оригинальную конструкцию каталитического блока для проточного реактора, заполненного гранулами катализатора, и уже получили первые положительные результаты.

Второй проект — «Разработка научных основ жидкофазной каталитической переработки лигнинов в ценные химические продукты и компоненты моторных топлив». С белорусской стороны наши партнеры — Институт химии новых материалов НАНБ и доктор химических наук, профессор, академик НАНБ В.Е. Агабеков.

Лигноцеллюлозная биомасса (древесные и сельскохозяйственные отходы) — единственная реальная альтернатива ископаемым видам сырья.

Один из трех основных компонентов биомассы — лигнин — имеет, в отличие от гемицеллюлоз и целлюлозы, наиболее сложное химическое строение и наименее востребован из всех продуктов существующих в России и Беларуси целлюлозно-бумажных и гидролизных производств.

Разработка новых каталитических методов переработки лигнинов позволит решить проблему существующих производств и откроет перспективы создания интегрированных энерго- и ресурсосберегающих технологий экологически чистой каталитической переработки лигноцеллюлозного сырья в топливо и компоненты топлива, сырье для химической промышленности, растворители и т.д.

- В других странах ведутся такие разработки?

Да, это мировой тренд. Сегодня в развитых странах мира идут работы по разработке методов использования растительного сырья для производства топлива и химических продуктов.

Третий проект Института катализа с белорусскими коллегами — «Разработка и исследование нанокомпозитных структурированных катализаторов и каталитических мембран на основе ячеистых материалов из аморфного углерода». Он выполняется совместно с Институтом порошковой металлургии НАНБ.

В рамках проекта удалось получить новые структурированные теплопроводные ячеистые носители на основе аморфного углерода с защитными металлоксидными слоями (Ni-корунд).

Мы изучили также их термохимическую, коррозионную устойчивость в различных средах — окислительной и восстановительной, разработали процедуры нанесения нанокомпозитных активных компонентов различного состава на такие ячеистые планарные носители.

Это обеспечивает их равномерное пространственное распределение и термофизическую совместимость.

Для наиболее перспективных нанокомпозитов мы определили условия формирования функционально структурированных слоев с пространственно-градиентным составом, текстурой и реальной структурой, нанесенных на пеноносители, а также изучили зависимость термофизических, транспортных, электрохимических и каталитических характеристик получаемых функционально структурированных материалов от их состава, текстуры и микроструктуры.

Это краткие результаты нашего сотрудничества. Все три проекта так или иначе связаны с энергетикой, поиском новых видов топлива.

- Три проекта — это много или мало?

Сотрудничество с Беларусью могло быть и шире, но, к сожалению, направление каталитической химии там не так популярно и развито, как в России. Бывший директор нашего института, председатель СО РАН академик В.Н. Пармон обращался к белорусской стороне с предложением усилить образовательный компонент в нашем взаимодействии.

Мы готовы принимать белорусских студентов в магистратуру и аспирантуру Новосибирского национального исследовательского государственного университета (НГУ), где есть кафедра катализа. Студенты этой кафедры как раз работают на оборудовании Института катализа. Но пока никаких практических шагов для этого предпринято не было.

- Как считаете, почему?

Помимо договоренностей между институтами должна быть заинтересованность еще и самой молодежи. Ехать из Республики Беларусь в Сибирь далеко и, может быть, страшно. Здесь работает такая поговорка: «Дальше Сибири не сошлют».

У нас есть предложение развивать программу взаимных стажировок студентов, аспирантов, молодых специалистов, чтобы повышать качество подготовки научных кадров, помогать закрепиться молодежи, способствовать дальнейшей интеграции фундаментальной науки России и Беларуси.

- Какие перспективы в работе с белорусскими коллегами вы видите?

Все те проекты, которые я перечислил, касаются создания эффективной энергетики нового типа. Конечно, Беларусь и Россия заинтересованы в том, чтобы эти проекты развивались. В этом направлении мы и будем дальше вести сотрудничество и расширять его. Это большой пласт работ.

Поэтому хотелось бы, чтобы эти проекты были поддержаны в рамках Союзного государства. Сейчас при Союзном государстве создана рабочая группа, которая рассматривает научно-технические проекты, интересные для обеих стран. Белорусские коллеги даже упрекают нас в том, что мы не очень активно работаем с этим инструментом.

- С чем это, на ваш взгляд, связано?

Хотя бюджет и общий, но белорусские коллеги отвечают за белорусскую часть исследования и ее финансируют, а российскую часть, соответственно, должна финансировать Россия. И если в Беларуси этот формат работает достаточно хорошо — проекты согласовываются и получают финансирование, то у нас система пока не налажена.

С другой стороны, есть Российский научный фонд, который выделяет достаточно серьезные деньги на проведение исследований, в том числе и гранты на двусторонние международные работы.

Например, сейчас объявлен конкурс для научных коллективов из России и Германии. В принципе, это хороший инструмент сотрудничества. Мне кажется, что Россия и Беларусь также могли бы организовать специализированный конкурс грантов РНФ на проведение совместных исследований по приоритетным тематикам.

Но здесь еще одна проблема: надо определиться с научно-техническими приоритетами обоих государств. В нашей стране, например, в прошлом году была принята Стратегия научно-технологического развития РФ, в которой определены девять приоритетных направлений.

Нужно посмотреть, какие приоритеты НТР у Беларуси, чтобы найти области, в которых сотрудничество интересно обеим странам, и развиваться дальше.

Беседу вела  Дарья Золотухина