Автор: Я. В. СИБИРЦЕВ

стр. 18

Россия, как и другие развитые страны, делает сегодня ставку на технологический прорыв в области энергетики, ибо существующие источники - ограничены. Когда на Земле будут заканчиваться запасы нефти и газа, встанет жизненно важный вопрос о применении новых видов топлива. Как выясняется, времени для их поиска остается не так уж много. Главную надежду ученые сейчас возлагают на использование водорода как основного энергоносителя*.

Переход на такую технологию, рассказал вице-президент РАН академик Г. А. Месяц, означает крупномасштабное производство, хранение, распределение (в частности, транспортировку) Н₂ с целью выработки энергии при помощи топливных элементов. Сырьем для этого служат метан, уголь, древесина, промышленные и сельскохозяйственные отходы. Его можно добывать и путем гидролиза воды.

С 1990-х годов и по настоящее время идет разработка топливных элементов мощностью от 1 кВт до 1 МВт. Они находят применение в силовых установках автомобилей в комплексе с электродвигателями. Кроме того, скоро появятся портативные источники электроэнергии (мощность менее 100 Вт) для компьютеров, сотовых телефонов, фотоаппаратов. В перспективе планируется выпускать твердополимерные топливные элементы на водороде, применять которые рассчитывают в основном на автотранспорте. Пока их стоимость довольно высока: 1 кВт установленной мощности в лучших образцах обходится в 3 - 5 тыс. дол. (приемлемая цена в 1 тыс. дол. может быть достигнута в ближайшее время).

Очень эффективно сочетание работы топливных элементов с установками, основой которых являются солнечные батареи. Когда потребление энергии незначительное, электричество от них может применяться для гидролиза воды и получения Н₂ . Последний поступает в накопитель и по мере необходимости используется для выработки тока в водородных электрохимических генераторах.

Сегодня этими проблемами занимаются почти 20 научно-исследовательских учреждений и организаций РАН (в Москве, Екатеринбурге, Новосибирске). Так, в Институте катализа им. Г. К. Борескова СО РАН, имеющем хорошую экспериментальную базу и испытательное оборудование, изучают возможность задействовать палладий, платину и другие металлы данной группы для получения водорода. Здесь создан ряд катализаторов процесса производства Н₂ из метана с последующей его очисткой при помощи специальных мембран. В этом деле хороших результатов достигли также Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН, Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН, Институт электрофизики УрО РАН.

Пионером в создании электрохимических генераторов мощностью в десятки киловатт является Уральский электрохимический комбинат. Его специалистами в 1971 г. разработано подобное устройство "Волна" на щелочном топливном элементе для отечественной лунной программы (мощностью 1,2 кВт), в 1988 г. - система "Фотон" для "Бурана" (10 кВт). В 1999 г. для космического аппарата "Ямал" были созданы модули из двух никель-водородных батарей. То есть Н₂ можно использовать не только для топливных элементов, но и аккумуляторов. Кстати, в 2001 и 2003 гг. Уральский электрохимический комбинат, Ракетно-космическая корпорация "Энергия" и "АвтоВАЗ" на выставках в Москве демонстрировали автомобиль с электродвигателем и электрохимическим генератором "Фотон".

Россия, отметил далее академик Г. А. Месяц, нисколько не уступает Западу в решении проблем водородной энергетики и создании наиболее эффективных топливных элементов. Сегодня ученые РАН сосредоточивают основные усилия на следующих направлениях: разработка новейших технологий производства и использования Н₂ ; дальнейшие исследования по рациональному и эффективному применению палладия и металлов платиновой группы; создание чистых энергетических установок, электрохимических генераторов широкого класса и др.

Уверенность в работе отечественным исследователям придает и тот факт, что крупные промышленные государственные компании и частные фирмы проявляют интерес к передовым научным технологиям и разработкам для повышения конкурентоспособности своей продукции. Участие РАН в программе ГМК "Норильский никель" - это в некотором смысле пилотный эксперимент по новой организации фундаментальных и прикладных исследований, инновационной деятельности. Его успешная реализация откроет широкий путь к сотрудничеству с другими представителями отечественного бизнеса.

"Экономическая и философская газета", 2004 г.

Материал подготовил Я. В. СИБИРЦЕВ

* См. Я. В. Ренькас. По пути инноваций и инвестиций; А. Л. Эйдельман. На стенде - новые двигатели; Б. А. Соколов, С. А. Худяков. Топливо будущего; В. Д. Русанов. Водород и водородная энергетика. - Наука в России, 2004, NN 3, 4, 6 (прим. ред.).

Permanent link to this publication: