Европейская Академия (Academia Europaea) – неправительственная организация, призванная объединить ученых всех европейских стран, была создана в 1988 г. В настоящее время в ее состав входят около 4000 ученых, в том числе 72 нобелевских лауреата. Россию представляют 75 членов. В 1992 году по инициативе одного из них, академика РАН, основателя и декана факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ Владимира Скулачева, был образован Российский клуб Европейской Академии. В том же году клуб учредил ежегодную премию Европейской Академии для молодых российских ученых. Это достаточно престижная награда в научном сообществе, которая присуждается за фундаментальные научные исследования, выполненные в России и опубликованные в виде книг или статей в ведущих научных журналах. Одним из лауреатов по итогам 2017 года (вручение премии прошло этой весной) стал научный сотрудник группы ЯМР спектроскопии каталитических превращений углеводородов Института катализа СО РАН, к.х.н. Антон Габриенко. Он согласился поделиться с нашими читателями подробностями своей научной работы.
– Я представил на конкурс серию своих научных статей, посвященных общей теме: изучение механизмов активации и превращения метана на таких катализаторах, как металлсодержащие цеолиты.
– А превращать во что?
– В разные ценные, с точки зрения химической промышленности, продукты, такие, как метанол, карбоновые кислоты и ароматические углеводороды. В дальнейшем эти продукты используют при производстве полимеров, красителей и другого конечного продукта.
– Получается, метан – потенциально ценное сырье.
– Да, конечно. Метан - основной компонент природного и попутных нефтяных газов. Отсюда вытекают его основные достоинства, к которым можно отнести относительную доступность, большие запасы и низкую цену добычи. Но интерес к нему пока невысок, да и использование сложно назвать высокоэффективным.
Например, при нефтедобыче мы одновременно получаем большие объемы метана. Просто выпускать их в атмосферу нельзя, обратно закачать – тоже. В итоге, газ просто сжигают. Вы, возможно, видели эти «вечные» факелы возле нефтяных вышек. Или продают, как вид топлива. То есть, обычно, метан используют для получения тепловой энергии.
Но это не единственный вариант его применения. Как я уже сказал ранее, метан может быть ценным сырьем для каталитической промышленности.
– Но почему же тогда его не используют в качестве сырья предприятия химической отрасли?
– Потому что при сегодняшнем уровне технологий выгоднее перерабатывать с этими же целями нефть. Однако ресурсы нефти не безграничны, особенно той, что можно относительно недорого добывать. И когда они начнут истощаться, будет расти интерес к альтернативному сырью для химической промышленности, в том числе, к метану.
– Иначе говоря, вы работаете на перспективу.
– Вся фундаментальная наука в той или иной степени работает на перспективу. Работа нашей группы помогает лучше понять механизмы воздействия катализаторов определенного класса на метан. Применяя разные методы спектроскопии (ядерного магнитного резонанса, инфракрасную, рентгеновскую флуоресцентную и т.д.), мы построили достаточно полную, насколько это возможно, модель происходящих химических реакций. Это очень интересно и очень важно. Ведь, если мы говорим о промышленном применении катализаторов, то очень важно, чтобы он отработал не один цикл, а тысячи или даже миллионы. А это возможно только, если катализатор будет сам себя регенерировать в течение производственного процесса. Чтоб этого добиться, надо хорошо представлять, что происходит на поверхности катализатора во время реакций с метаном. На нашей модели мы видим, что происходит с молекулами метана и активными центрами на поверхности катализатора на разных этапах, как они взаимодействуют, почему процесс протекает так, а не иначе. И теперь с этой моделью можно работать, создавая новые, более эффективные катализаторы уже для промышленного использования. Пока же отсутствие таких катализаторов для селективного превращения метана – один из главных барьеров на пути его широкого использования в химической промышленности.
– Я правильно понимаю, что наша страна находится в числе мировых лидеров по имеющимся запасам метана?
– Да, это так. Все страны, обладающие большими запасами природного газа и нефти, одновременно имеют сопоставимые ресурсы по метану. И мы в этом отношении не исключение.
– А какое-то внимание к Вашей работе со стороны отечественных производителей, тех, кто выпускает катализаторы, есть?
– Знаете, пока как-то не замечали. Думаю, это вызвано тем, что пока на рынке нет соответствующей конъюнктуры. Но мы не сможем вечно выезжать на нефти, уже сейчас начались поиски возможной замены нефтепродуктам в разных сферах их применения. И это открывает интересные перспективы для прикладного использования полученных нами результатов.
– Вы несколько раз употребили слово – «интересный». А что самое интересное для Вас в таких исследованиях?
– В качестве примера, представьте, вы знаете, что если взять метан, добавить цеолит, замешать все это при высокой температуре, то на выходе вы получите бензол. А это уже совсем другое вещество.
И дальше вы начинаете детально разбираться, как это происходит, как одно вещество превращается в другое. Вот этот процесс выстраивания пути превращения, понимание того, как работает природа, получение новой информации о чем-то прежде неизвестном – это для меня самое интересное. На мой взгляд, наука так и работает.
– Последний вопрос – традиционный: Ваши планы?
– Наша группа работает в нескольких направлениях. Мы продолжаем копать эту тему, и чем дольше мы ею занимаемся, тем более интересные вещи мы находим. И одновременно мы пробуем проводить аналогичные исследования со схожими группами веществ. Моя кандидатская диссертация, которую я защитил в 2011 году, была посвящена цинк- и галлий-цеолитам. После мы попробовали цеолиты, содержащие серебро, индий. Сейчас мы пробуем работать с медьсодержащими цеолитами. Сейчас в научной литературе какой-то бум, связанный с этими системами, публикуется много новой информации, и мы хотим посмотреть, как они подходят для наших целей.
Наталья Тимакова
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии