Ученые ТПУ создают газовые гидраты для экологически чистого производства

В Томском политехническом университете разработали систему производства топлива нового типа – искусственных газогидратов с различным компонентным составом. Также ученые создали установки для изучения характеристик горения композитных видов топлива с добавлением газогидратов. Аналогов таким устройствам нет. Исследование проводится при поддержке программы Минобразования России “Приоритет-2030” и  нацпроекта “Наука и университеты”.

Газовые гидраты – это соединения, состоящие из газа в ледяной и водянистой оболочке, которые добываются с морского дна и известны как замороженное топливо будущего, или горючий лед. Создание эффективной технологии воспламенения на основе этого вида топлива позволит использовать гидраты при выработке тепловой и электрической энергии, в двигателях различных типов с минимальным ущербом для окружающей среды, а также при локализации и тушении пожаров.

Системы, разработанные учеными ТПУ, отличаются механизмами, схемами и временем производства, а также объемом и свойствами получаемого продукта. В одной из установок гидрат “растет” в ледяном каркасе. Его производство занимает 2-3 дня, а концентрация газа в готовом продукте колеблется от 13 до 26% в зависимости от типа композиции. Вес одной порции составляет примерно 100 грамм.

Получение гидрата на второй установке занимает 30-40 минут. Он образуется на внутренних стенках устройства. Содержание газа в таком продукте достигает 9-10%, а вес одной порции составляет 250-300 граммов.

По мнению ученых, для получения гидрата требуются особые температурные условия и высокое давление. Они варьируются в зависимости от газа. Например, для получения гидрата из метана требуется температура до -10 ℃ и давление до 60 бар.

В 2023 году ученые планируют создать и запустить еще одну установку для изучения газогидратов методом распыления жидкости. Эта установка будет существенно отличаться от других тем, что позволит вдвое сократить время производства и увеличить объем, приблизившись к промышленным условиям.

В будущем ученые планируют разработать циклическую систему для сжигания газогидратов вместе с низкосортным топливом. Он сможет синтезировать гидрат, диссоциировать его и сжигать с выделением полезных продуктов.