Романтик от науки. Новосибирский ученый придумал, как очистить города от смога, — на очереди удешевление топлива

Многие новосибирцы не знают о достижениях Академгородка, а там ученые работают над спасением экологии планеты. Один из исследователей разрабатывает вещество для очистки воздуха и топлива. В интервью НГС он рассказал, как его разработки могут изменить мир, почему человечеству нужно новое экологичное топливо и зачем молодежь идет в науку.

Артем Порываев — старший научный сотрудник Международного топографического центра СО РАН. Сегодня он также преподает в НГУ, где на факультете естественных наук и сам изучал химию. На третьем курсе он заинтересовался исследованиями и стал работать в лаборатории электронного парамагнитного резонанса. Вместе с наставником он изучал движение молекул в материале, а затем смог применить используемый физико-химический метод к решениям реальных задач. Например, чтобы разобраться, как работают углеводородные смеси при переработке нефти.

«Я в науке с двадцати лет и занимаюсь ей уже десять лет. Сейчас мой основной интерес — это внедрение моих разработок по пористым материалам в промышленность. Я хочу, чтобы они реально помогали людям: работали на заводе или в транспорте, были рабочими решениями», — рассказал Артем Порываев.

В лаборатории его команда работает над «умными губками» — сорбентами, которые могут применяться для очистки воздуха и топлива, а также при производстве пластика. Одни из них порошковые, другие — гранулированные, но в сфере интересов ученых также научное новшество: жидкие пористые материалы.

У сорбентов огромное количество применений в сфере транспортировки и разработки топлива. Например, у топливной промышленности есть запрос на очистку нефти для стандартов топлива «Евро-4», «Евро-5», а у химической промышленности на производство разных видов пластика — сорбенты являются готовыми решениями для этих задач.

Сорбенты не только помогают очищать окружающую среду, но и могут стимулировать переход на более экологичное топливо — метан. Проблема в том, что этот газ опасен утечками, а в баллоны его помещается не так много, так что заправленный метаном автомобиль может проехать не так уж много, а дозаправка у него не такая простая.

«Благодаря сорбентам мы можем поместить в ту же емкость в два–три раза больше метана. Соответственно, в несколько раз растет пробег автомобиля. Благодаря этому метановые заправки могут стоять буквально везде. Этой задачей занимаемся мы и ученые по всему миру», — рассказал Артем Порываев.

Сам ученый в науке выделяет две концепции. Одна — прагматическая, предполагающая некий результат и движение в этом направлении. Другая — «романтическая»: когда ученые находят уникальные свойства объекта, которые не могли предположить изначально.

«Мы занимались пористыми материалами и нашли уникальный „романтический“ момент: обнаружили свойства, необходимые для сжижения водорода. А это нужно, чтобы использовать его как горючее. Он является самым экологичным топливом, поскольку при сгорании дает только воду», — отметил Артем Порываев.

В лаборатории уже нашли и запатентовали катализатор для сжижения водорода, в десятки раз превосходящий по активности коммерческие аналоги, — это позволит более безопасно хранить и транспортировать газ. Сейчас ученые находятся в поисках индустриального партнера, которому будет интересно попробовать этот катализатор в производстве.

Проблема использования водорода — в его стоимости. По мнению ученого, если бы не это, его бы уже использовали. Поэтому удешевлением водорода сейчас занимаются ученые по всему миру.

Артем Порываев отметил, что сорбенты можно использовать для разных задач, в том числе при сжигании мусора или сборе парниковых газов. Чаще всего это экономически нецелесообразно, но ученый подчеркнул, что наука движется вперед и скоро сможет решить и эти вопросы. Все зависит от уровня поддержки государства и финансирования.

Основные источники финансирования лаборатории ЭПР-спектроскопии Международного топографического центра СО РАН, в которой Артем Порываев работает старшим научным сотрудником, — гранты Российского научного фонда (РНФ), Фонд содействия инновациям и гранты регионального правительства молодым ученым.

«Конкурс РНФ жесткий, но мы конкурентоспособны. Одним из критериев является наличие молодежи в лаборатории: [у нас] 100% ученых в группе — младше 39 лет», — заметил ученый.

Сотрудники в лабораторию приходят из новосибирских университетов, часто начиная с дипломной практики. Этому способствует система, заложенная академиком Лаврентьевым: связь вузов с институтами позволяет готовить кадры «под запрос».

«Читаем лекции, ведем семинары, приглашаем студентов решать конкретные задачи. Многие остаются», — пояснил Артем Порываев.

Под его руководством сейчас студенты всех видов учебных программ: бакалавры, магистранты и аспиранты. Даже есть юноша, который познакомился с Артемом еще в школе на олимпиаде по химии, а после поступления с первого курса работает в лаборатории — уже больше шести лет. Всем студентам, которых возглавляет ученый, не безразличны экологические проблемы, поэтому они помогают их решать с помощью своих исследований.

Из-за зависимости лаборатории от финансирования ученым удается реализовать не все идеи. Но, например, разработку катализатора поддержал Фонд содействия инновациям — благодаря вовремя поданной заявке на патент, грамотно подготовленной документации и научным работам по этой теме.

«Если направление не финансируется, приходится переключаться на востребованные темы», — признал Артем Порываев.

По его словам, развитие экологии в жизни людей — не такое заметное явление, в отличие от развития искусственного интеллекта, которое мы видим постоянно. Он отметил, что плохая экология чаще всего незаметна для людей, но негативно сказывается на их здоровье. Ученый верит, что сорбенты и новое топливо смогут помочь улучшить качество жизни людей и снизить их негативное влияние на планету.

Стремление удешевить энергию волнует ученых со всего мира. Например, недавно ученый переехал из США в Россию, чтобы сделать электричество дешевле.