Команда химиков из Казанского федерального университета (КФУ) вместе с зарубежными коллегами предложили использовать соединения на основе аммония, этаноламмония и диэтаноламмония для создания гидратов метана, рассказали в пресс-службе Российского научного фонда.
Метан — это дешевое и доступное топливо, но его хранение и перевозка всегда сопряжены с риском утечки или взрыва. Самый выгодный и безопасный способ транспортировки — превратить газ в гидраты. Это кристаллы, в которых молекулы воды образуют своеобразные «клетки», надежно запирающие газ внутри. В таком спрессованном виде метан занимает мало места и не горит.
Однако, чтобы заставить газ и воду соединиться в кристалл, традиционно используют токсичные поверхностно-активные вещества (ПАВ). Они вредны для человека, вызывают раздражение кожи и убивают рыбу при попадании в водоемы.
Структура водной «клетки» вокруг молекул поверхностно-активных веществ, использованных в работе. Источник: Абдолреза Фархадиан
Авторы новой работы предложили заменить ПАВ на соединения аммония, этаноламмония и диэтаноламмония. Ранее эти вещества не рассматривались для таких задач, но эксперименты показали их невероятную эффективность. Новые реагенты помогли «упаковать» в гидраты 92−94% метана. Это сопоставимо с показателями токсичных промышленных аналогов, но при этом безопасные соединения работают даже эффективнее — их требуется в 250 раз меньше.
Помимо безопасности хранения, ученые решили еще одну важную проблему. Обычно при обратном превращении гидрата в газ образуется много пены, из-за чего теряется до четверти объема топлива. Новые соединения снизили пенообразование почти в два раза, позволив извлечь больше 90% газа. Кроме того, тесты подтвердили экологичность разработки: за четыре недели вещества в пробирке разложились на 65−89% до безвредных неорганических остатков.
Теперь ученые планируют изучить, как на процесс влияют ароматические группы веществ, и проверить стабильность полученных кристаллов. Это поможет масштабировать технологию и сделать газовую энергетику по-настоящему безопасной для планеты.
Ранее Наука Mail рассказывала, что в Томске нашли эффективный способ запрограммировать свойства графена для электроники.
