В Химическом институте им.А.М.Бутлерова прошла лекция профессора Университета Ростока Сергея Веревкина “Hydrogen or Not(hing)!”

Речь на встрече шла о водороде, а если быть точнее, то о жидких органических носителях этого химического элемента в качестве источника энергии. Организатором лекции выступила НИЛ «Реологических и термохимических исследований», приглашенным сотрудником которой и является ученый из Германии.

На протяжении последних десятилетий водород (H2) привлекает все больше внимания как один из самых благоприятных для окружающей среды видов топлива. Дело в том, что сжигание чистого водорода в качестве продукта реакции производит только воду. Еще один немаловажный аргумент – его энергетическая плотность. Она более чем в два раза превышает таковую для природного газа и в три раза – для бензина. Т.е. по сути, мы можем говорить о водороде как о более эффективном энергоносителе. На это свойство Н2 уже давно обратили внимание в космической авиации, где водород используется в качестве ракетного топлива

Не стоит забывать и тот факт, что водород наиболее распространенный элемент во Вселенной. По существующим оценкам до 90% всех атомов и 75% общей массы вселенной сконцентрировано в молекулярном водороде. К сожалению, количество водорода, находящегося в свободном состоянии, на земле мало и поэтому требуется его производство из других источников. На этом и заострил внимание профессор Университета Ростока Сергей Веревкин. Однако, по словам ученого, производство и хранение водорода являются не единственными важными моментами для производства энергии в будущем. Критическим является также поставка водорода от места его производства к потребителю.

«Если мы взглянем на Сахару, то увидим что там понатыканы модули солнечных батарей и производимую ими энергию некуда девать. А если посмотреть на крошечную Исландию с ее многочисленными водопадами, то там можно разместить несметное количество гидроэлектростанций. И тут перед нами встанет вопрос транспортировки получаемой энергии. Он начинает быть проблематичным не только по политическим, но и по энергетическим и даже разумным аспектам. К сожалению, такие моменты, когда производить электроэнергию не совсем выгодно, т.к. потребность в ней отпадает, не редки. Поэтому очень важно решить вопросы и хранения энергии, и ее транспортировки. Каждый решает их по-своему. Мы – химики, и решать проблему пытаемся с химической точки зрения. На данный момент существует порядка двух десятков способов аккумулировать водород «до востребования», но мы остановились на одном из них – LOHC», - рассказал ученый об одном из своих проектов по исследованию жидких органических носителей водорода, который реализует совместно с российскими коллегами.

По словам Сергея Веревкина, технология LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carriers) не является в чем-то лучше или хуже остальных. Это лишь один из векторов развития, решения проблемы транспортировки и хранения водорода. А для него самого это еще и мечта – найти оптимальный «носитель» водорода. О шагах к осуществлению этой мечты ученый рассказал на примере бензола, который имеет так называемые двойные связи. Их-то мы и можем насытить водородом, т.е. фактически прогидрировать. И тогда водород уже можно транспортировать. Чтобы высвободить водород запускаем обратный процесс – дегидрирования – и все это зацикливаем. Такая простая схема показывает, что мечта в принципе осуществима. Но тут есть одна маленькая проблема, которую пытаются решить в течение последних 8-10 лет – получение циклогексана после гидрирования не означает, что мы сможем так же легко получить обратно водород. Для этого нужно уже гораздо больше тепла, к тому же, не обойтись без благородных металлов. Таким образом, получаем, что процесс дегидрирования бензола термодинамически невыгоден. В той или иной степени не так эффективны, как хотелось бы, и все последующие поколения LOHC. Как отмечает Сергей Веревкин, их пока 3. Поисками четвертого ученый Университета Ростока предлагает заняться молодым ученым. При этом не стоит забывать, что новые LOHC должны иметь достаточную плотность, храниться при обычных условиях (температуре и давлении), иметь низкую температуру плавления, и в них нужно избегать благородных металлов. Кстати, вполне возможно, что заветный «транспортировщик» водорода принесет первооткрывателю Нобелевскую премию.

Ответил Сергей Веревкин в ходе лекции и на вопрос о преимуществах LOHC. Интеграция LOHC в альтернативную энергетику возможна практически на 100%. Самое главное, они интересны для ниши, где что-то движется, потому что бензоколонка. Например, возможна конкуренция с дизельным топливом, и вообще с топливным направлением. По крайней мере, расход 9 л на 100км – это уже не такая уж и фантастика. Другое преимущество – здесь даже менять ничего не надо, вся инфраструктура уже готова.
Цикл для мобильного применения выглядит так: зарядили водород, отвезли его на заправку, загрузили в топливный элемент, проехали свои 500 км, заменили батарею, поехали дальше. И воплощение этой мечты уже не за горами. Первые прототипы таких автомобилей уже испытывают в небезызвестном немецком автоконцерне. Известны науке и системы электроснабжения дома, построенные на принципах работы LOHC, а где-то там, на просторах Тихого океана, бороздит волны даже катер, работающий на водородных топливных элементах. Правда, за такое удовольствие владелец того катера выложил приличную сумму. Задача же группы Сергея Веревкина состоит как раз в том, чтобы сделать LOHC более эффективным, доступным и безопасным.