При участии доцента ТГТУ разработан передовой способ хранения метана в автомобиле методом адсорбирования

Анастасия Меметова и ведущий эксперт кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ «МИСиС» Игорь Бурмистров разработали новый углеродный нанонаполнитель для газовых баллонов. Данный материал позволяет поместить в баллон больше газа без применения высокого давления и, следовательно, отпадает необходимость использования традиционных тяжелых, толстостенных баллонов. Даже облегченный баллон с таким нанонаполнителем не взрывается в принципе и может использоваться в легковых автомобилях. Свой вклад в исследование также внесли учёные из Индии и Брунея. 

Природный газ выступает основной альтернативой ископаемому углеводородному топливу, известному нам в виде бензина и дизельного топлива. При переводе автотранспорта на метан выбросы оксида углерода (CO и CO2) снижаются в 2–3 раза, в 2 раза – оксида азота. В выхлопе газового транспорта полностью отсутствуют сажа и соединения серы. Кроме того, газ существенно дешевле бензина. Средняя цена метана на данный момент в 2,5 раза дешевле бензина или дизеля.

По словам Анастасии, синтез был произведен путем преобразования смеси полимерных соединений в нанопористый углеродный материал, с последующим его формированием в блоки нужного размера и формы. Разработанный материал обладает высокой площадью поверхности и объемом пор, более 80% которых составляют узкие микропоры. Разработанный материал превосходит все известные на сегодня коммерческие адсорбенты по достигнутым значениям общей объемной емкости аккумулирования метана, которая составляет 336 см3/см3 при давлении 100 бар. Для сравнения, стандарт объемной удельной емкости адсорбентов метана, установленный Министерством энергетики США, составляет 236 см3 на см3.

Автор исследования Игорь Бурмистров отмечает, что за счет отсутствия необходимости использования сверхпрочных баллонов для хранения и перевозки, применение разработанного адсорбента позволит значительно удешевить метан для конечного потребителя и расширить его применение в качестве транспортного топлива. Он говорит: «Расход топлива снизится за счет того, что машина станет легче, ведь не нужно будет использовать тяжелые сверхпрочные баллоны. Кроме того, нет высокого давления – значит больше безопасность». 

Созданный учеными наноуглеродный материал также может использоваться в системах хранения других токсичных газов, таких как угарный и углекислый газ, а также различных оксидов азота.

Исследование проводилось в рамках научного проекта «Разработка перспективного адсорбционного материала для энергоэкономичного, безопасного хранения и транспортировки энергетически важных газов в промышленности нового технологического уклада». Результаты опубликованы в журнале Chemical Engineering Journal.