Климатические модели
Прогноз погоды и оценка будущих изменений климата – это фундамент, на котором строится работа других направлений исследований вопроса. Без регулярных и всесторонних оценок климатических процессов, изменений погоды, влияния атмосферы на биосферу и человека сложно говорить про углеродную нейтральность, рассматривать конкретные технологические решения и строить планы на будущее. Математики, географы и биологи с помощью систем спутникового мониторинга, наземных станций по улавливанию парниковых газов, аэрозолей и сажи, а также суперкомпьютеров стремятся построить климатические модели, которые дадут более точные оценки.
«Открытый доступ к данным даст нам еще больше полезной для развития страны информации»
«Современные изменения климата проявляются не только в росте глобальной температуры воздуха, но и в усилении интенсивности и повторяемости экстремальных погодных явлений: волн жары и холода, слишком большого или небольшого количества осадков, катастрофических наводнений и других событий. Эти явления оказывают негативное влияние как на жизнь и здоровье людей, так и на природу.
Чтобы приостановить этот процесс, большинство экспертов по климату предлагают стабилизировать объем антропогенных выбросов парниковых газов и по возможности использовать потенциал природных экосистем к их поглощению. Для решения этой задачи очень важно понимать, как природные экосистемы реагируют на экстремальные погодные явления и какое обратное влияние они оказывают на климат. Подобные знания – фундамент для надежного социально-экономического планирования и прогноза на ближайшие десятилетия.
Александр Ольчев, доктор биологических наук, кандидат географических наук, профессор МГУ имени М.В. Ломоносова, член экспертного совета при Министерстве науки и высшего образования РФ по вопросам научного обеспечения развития технологий контроля углеродного баланса
Для мониторинга отклика природных экосистем на экстремальные погодные и климатические явления в полярных, умеренных и тропических широтах мы используем данные глобальной сети метеорологических наблюдений, а также прямые измерения потоков парниковых газов на станциях глобальной сети наблюдений “FLUXNET”. Эти данные не только говорят о потенциале природных экосистем в регулировании баланса парниковых газов в атмосфере, но они также являются индикаторами их состояния и уязвимости к внешним воздействиям. Аномально жаркая или холодная погода, аномально сильные осадки или их отсутствие обязательно отразятся на динамике этих потоков.
Проводить мониторинг нам помогают около 20-30 станций в тропических широтах и около 45-50 станций в умеренных широтах в лесных экосистемах, где быстро меняется повторяемость аномальных явлений погоды. Мы ожидаем, что результаты наших исследований позволят получить комплексные знания об отклике лесных экосистем в разных регионах на внешние воздействия.
В предыдущем проекте мы решали задачи, связанные с изучением лесных экосистем и климата, в том числе проводили оценки потенциального влияния лесных пожаров на региональные погодные условия. Мы показали, что пожары не только могут привести к изменению температуры поверхности суши за счет уничтожения растительности и уменьшения солнечной радиации (дым и аэрозоли мешают распространения света). Но также они могут повлечь за собой уменьшение региональных осадков, поскольку снижаются испарение и ослабление конвективных процессов в атмосфере.
Изменение частоты возникновения экстремальных температур и осадков (в %) в период с 2001 по 2021 год по сравнению с предшествующим периодом (с 1980 по 2000 год) для теплой (май-октябрь) и холодной (ноябрь-апрель) половины года. Источник: Александр Ольчев
Сегодня в России реализуются инновационные проекты по созданию системы долговременного мониторинга содержания климатически активных веществ и их потоков в атмосфере. К их числу относится и научная программа по карбоновым полигонам, в которой наш коллектив принимает активное участие. Эти инициативы имеют ключевое значение для получения достоверных данных о структуре углеродного баланса и вкладе природных экосистем России в региональный и глобальный баланс парниковых газов в атмосфере. Очень хотелось бы, что благодаря этим проектам в России была создана единая система наземного мониторинга потоков парниковых газов и климатических веществ с открытым для исследователей доступом к экспериментальным данным».
«Мы создали самую масштабную в России модель климата»
«Мы создали модель глобальной климатической системы INMCM5, которая входит в международный проект сравнения объединенных моделей (CMIP6). Его результатами пользуется Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК). Сейчас наша модель считается самой масштабной в России и учитывает состояние атмосферы, океана, растительности, снежного покрова и почв. Мы можем оценить вероятность влияния на них углекислого газа и различных аэрозолей, определить способность растений поглощать CO2 и рассчитать другие показатели в перспективе от года до десятилетий.
Евгений Володин, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Института вычислительной математики им. Г.И. Марчука РАН. Фото из личного архива
Мы провели численные эксперименты по моделированию изменений климата в XIX-XX веках и возможных будущих изменений при разных сценариях развития событий, отдельно посмотрели на поведение климата в Арктике. Например, наша группа показала, что при наиболее теплом сценарии к концу XXI века Арктика летом может полностью освободиться ото льда. При этом на увеличивающийся эффект глобального потепления будут накладываться значительные естественные колебания климата.
Нашу модель применяют как за рубежом, так и в России. С ее помощью и на основе двух других крупных краткосрочных и долгосрочных моделей Росгидрометцентр ежемесячно создает сезонный прогноз погоды. Сейчас Министерство экономического развития заинтересовано в использовании модели для своих задач.
Мы проводим вычисления с помощью суперкомпьютеров нашего института и Росгидромета, однако, надо отметить, что отсутствие достаточного количества компьютерных мощностей — это ключевой ограничивающий фактор в работе. Суперкомпьютеров мало, Центры коллективного пользования перегружены, поэтому для стимуляции развития отрасли требуется дополнительное оборудование.
Природа так устроена, что прогнозы погоды и климата на несколько лет никогда не будут такого же высокого качества, как прогноз на несколько дней. Тем не менее, мы стараемся улучшить наш инструментарий, чтобы с еще более высокой вероятностью, в еще более хорошем разрешении, с еще большей эффективностью говорить о том, что произойдет с климатом в будущем».
Экономические модели
Для перехода к более устойчивой, углеродоемкой экономике необходимо не только развивать технологии и вводить ограничительные меры, но и понимать, как различные сценарии отразятся на обществе. Для этого ученые разрабатывают сложные экономические модели. Они помогают определить, какие подходы к снижению выбросов наиболее эффективны, спрогнозировать экономические и социальные последствия, а также выбрать наиболее продуманные планы адаптации к уже происходящим климатическим изменениям.
«Виден рост озабоченности адаптацией к климатическим изменениям»
«Актуальность и значимость проблемы изменения климата как в глобальном масштабе, так и для России не нуждаются в дополнительном обосновании. Важным вкладом нашей страны, прежде всего отечественной науки, в ее решение призван стать утвержденный осенью 2022 года Важнейший инновационный проект государственного значения (ВИП ГЗ) по созданию Единой государственной системы мониторинга климатически активных веществ. Только в 2022-2024 годах государство выделяет на него более 10 миллиардов рублей. Проект реализуется силами шести научных консорциумов: пяти естественно-научных и одного экономического. Они объединяют более 50 научных организаций, включая институты РАН, Росгидромета, а также МГУ и другие ведущие вузы страны и обеспечивают широту охвата и междисциплинарный, системный подход.
Борис Порфирьев, академик РАН, доктор экономических наук, научный руководитель Института народнохозяйственного прогнозирования РАН
Естественно-научные консорциумы занимаются разработкой глобальной модели земной системы, мониторингом Мирового океана, климатическим мониторингом России, учетом поглощения парниковых газов в экосистемах и модернизацией национальных кадастров парниковых газов, а экономический консорциум — интегрирует данные, полученные коллегами, в систему экономических модельных расчетов и сценариев. Они будут использоваться правительством при разработке и реализации политики долгосрочного социально-экономического развития, а также для обоснования позиций России в международной переговорной практике по вопросам климата.
При этом аналитика и прогнозы не ограничиваются только проблемой снижения нетто-выбросов парниковых газов. Также рассматриваются вопросы адаптации экономики и населения к климатическим изменениям, включая подготовку отраслевых и региональных планов адаптации: они уже приняты 10 федеральными органами исполнительной власти и 58 субъектами РФ. В настоящее время в рамках ВИП ГЗ завершены анализ, предварительная оценка этих планов, сформированы рекомендации по их актуализации и совершенствованию. Позитивная сторона дела заключается в том, что виден рост озабоченности федеральных и региональных органов исполнительной власти вопросами адаптации к климатическим изменениям. Но, конечно, вопросы качества планирования остаются более чем актуальными. Хотя есть и примеры того, что можно назвать лучшими практиками — это, в первую очередь, план адаптации к климатическим изменениям города Москвы.
Кроме того, не только в нашей стране, но и за рубежом, в первую очередь в развитых экономиках, сохранятся ощутимый перекос климатической политики в сторону ускоренной декарбонизации экономики (в том числе, в финансировании соответствующих мер). Наблюдается стремление несмотря ни на что добиться нулевых нетто-выбросов парниковых газов к середине века. Хотя важность этой задачи вряд ли можно оспаривать всерьез, и она безусловно должна решаться (и успешно решается нашей страной на протяжении последних 30 лет), тем не менее, нельзя забывать, что две трети России — это территории с холодным климатом и многолетней мерзлотой, которые подвержены деградации из-за изменений климата. Это влечет за собой неблагоприятные последствия для экономики, особенно для объектов важнейшего нефтегазового сектора. Другие уязвимые секторы экономики тоже тесно связаны с природными комплексами, но расположенными в других географических зонах, где основными факторами климатического риска выступают засухи, лесные пожары, рост ветровых нагрузок. Речь идет, прежде всего, о сельском, лесном, водном хозяйстве и гидроэнергетике, а также о туризме. Кроме того, нужно упомянуть строительство, где значительная часть производственной деятельности осуществляется на открытом воздухе. И, конечно же, в зоне риска находится все, что связано с крупными городами, где сконцентрировано порядка 30 млн человек. В обоих этих случаях основные климатические опасности включают волны жары (реже волны холода) и избыточный уровень осадков.
Ученые и специалисты, реализующие ВИП ГЗ, стремятся донести полученные ими данные и результаты до всех заинтересованных лиц: и тех, кто принимает решения на федеральном и региональном уровнях, и до бизнеса, и до широкой общественности и СМИ. При этом движение должно быть «двусторонним»: необходима обратная связь, поскольку она не только обогащает базу знаний, но и помогает корректировать направления исследований, выбирая верный курс».
«Мы надеемся развеять мифы о декарбонизации»
«Мы проводим исследования, посвященные различным аспектам декарбонизации нефтегазового комплекса, поскольку именно на него оказывается самое большое давление с точки зрения климатической политики. Несмотря на то, что проблема вклада нефтегазовой промышленности в изменение климата представляется как безапелляционная, есть много открытых вопросов. Во-первых, это до сих пор остается лишь гипотезой, а во-вторых, мы не можем говорить только о нефтегазовой отрасли, поскольку большая часть эмиссии связана с использованием углеводородного топлива в других отраслях, и это нужно учитывать.
Алина Череповицына, кандидат экономических наук, руководитель лабораторией управления устойчивым развитием промышленных и природных систем ИЭП КНЦ РАН
Вопросы снижения выбросов, на самом деле, должны охватывать все промышленные (и не только) сектора. Вместе с тем мы смотрим на проблему достаточно приземленно. Повсеместное и одномоментное внедрение возобновляемых источников энергии сегодня невозможно – это требует перестройки большей части энергетической системы. Многие отрасли все равно будут зависеть от нефти и газа. Поэтому декарбонизация должна быть планомерной и целесообразной. Нужно искать возможности и точки роста промышленности в этих процессах, ориентироваться на новые технологии, модернизацию мощностей, возможности создания новых производств (например, связанных с переработкой углекислого газа).
Более того, возобновляемые источники энергии не настолько чистые, как может показаться на первый взгляд. В ближайшем будущем мы планируем построить модели, которые покажут, что переход на зеленые источники энергии влечет за собой новые вызовы, например, значительно увеличивает спрос на редкоземельные элементы и требует увеличения производства металла. Все это, по нашим предварительным оценкам, оставляет едва ли не больший углеродный след, чем нефтегазовые продукты. Поэтому точечное развитие возобновляемых источников энергии, повышение энергоэффективности, развитие технологий захвата, захоронения и использования углекислого газа и другие подходы к уменьшению углеродного следа могут быть даже более результативны, чем то, что подразумевается сегодня под энергетическим переходом.
Кроме того, мировым компаниям не всегда удается добиться тех темпов снижения углеродоемкости, о которых они заявляют. Наши исследования показали, что промежуточных целей достигают только 3 из 10 лидеров нефтегазовой отрасли. А ведь для правильной экономической политики необходимо оценивать реальные действия компаний. Поэтому в нашей работе мы надеемся развеять некоторые мифы о декарбонизации – настолько, насколько это возможно.
В кризисные времена бизнесу сложно думать об экологии и климате, поскольку его волнует экономическая устойчивость. Однако в перспективе компаниям будут интересны накопленные нами знания, потому что все равно они пройдут путь декарбонизации. Свернуть с него не получится, но можно двигаться разумно, опираясь на научно-обоснованные подходы и исходя из специфики нашей страны».
Системы мониторинга
О глобальном потеплении и его антропогенной природе известно каждому. Не только ученые, но и мы с вами регулярно сталкиваемся с ним на практике: как минимум транспортные налоги и топливные сборы касаются большинства жителей планеты, которые пользуются самолетами или автомобилями.
Для адекватной оценки антропогенного влияния и его последствий необходимо достоверно знать и понимать природную составляющую климатической изменчивости, что требует как постоянного развития географии наблюдений и количества измеряемых параметров, так и совершенствования высокодетальных математических моделей климатических систем.
«Как Шерлок Холмс, мы с помощью математических моделей реконструируем динамику долговременных изменений в экосистемах»
«Граница раздела лесной и степной зон постепенно смещается на север — это отмечают и отечественные, и зарубежные исследователи. Причем эти изменения неоднородны и сильно зависят от локальных условий, на которые влияют и гидрологический режим, и биогеохимия почв, и деятельность человека. На сегодняшний день реальность происходящих климатических изменений практически очевидна, вопрос лишь в их скорости и пределах. Как следствие, исследования в значительной мере смещаются от вопросов предотвращения изменений в сторону адаптации к ним.
Михаил Богачев, доктор технических наук, главный научный сотрудник НОЦ ЦТТ, профессор кафедры радиотехнических систем СПбГЭТУ «ЛЭТИ», исполнитель проекта по гранту РНФ. Источник: пресс-служба СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
Чтобы сохранить экосистемы, важно хорошо понимать, от чего зависит их жизнеспособность и благополучие. Поэтому в нашем проекте мы разрабатываем методы комплексного мониторинга лесов в условиях комбинированного стресса. Нас интересуют экосистемы, расположенные вблизи линии единичного увлажнения. Севернее этой линии лес представляет собой, фактически, единый сплошной массив, а южнее представлен лишь отдельными островками — влаги там недостаточно для хвойных лесов. Это позволяет нам наглядно представить картину будущего — постепенную утрату лесов вблизи южной границы таежной зоны, и как следствие, дальнейшее усиление климатических изменений в регионе.
Последствия нарушений в лесной экосистеме под воздействием комбинированного биогеохимического и климатического стресса. Источник: Михаил Богачев
Поставить прямой эксперимент мы не можем, а если и могли бы, то результата пришлось бы ждать много лет. Поэтому анализ приходится вести по неполным данным, опираясь на примеры прошлого и аналогии. Почти как Шерлок Холмс, который восстанавливал события по уликам, мы с помощью математических моделей реконструируем динамику долговременных изменений в экосистемах под влиянием различных факторов.
Один из интересных полученных результатов касается лесов, произрастающих на болотах. Долгое время болота активно осушали, поскольку деревья на осушенных участках растут быстрее. Но вот что выяснилось: анализ годичных колец деревьев указывает на несколько выраженных скачков радиального прироста деревьев, совпадающих с климатическими аномалиями — продолжительными засухами или экстремальными морозами. На болотистых участках подобных аномалий нет из-за более устойчивого режима влажности. Более того, после нескольких жарких и засушливых лет, негативно сказавшихся на благополучии деревьев на сухих участках, прирост на болотистых участках, напротив, увеличился. Таким образом, проводя регулярный мониторинг и осуществляя при необходимости коррекцию локальных гидрологических режимов, можно добиться лучшей адаптивности лесов к температурным аномалиям и продолжительным засухам.
Выполнение дистанционного мониторинга лесного фонда с использованием аэрофотосъемочного комплекса Геоскан 401 Геодезия. Источник: Михаил Богачев
Фундаментальные исследования — это все же прерогатива государственных и других научных фондов, которые оперируют бюджетными средствами. Другое дело – прикладные исследования, связанные с экологической экспертизой конкретных территорий, оценкой потенциального влияния на экосистемы тех или иных проектов в области добычи сырья, а также промышленной или сельскохозяйственной деятельности. Здесь у бизнеса уже возникает свой интерес, а свою роль мы видим в том, чтобы предоставить необходимые инструменты: от методов дистанционного зондирования и анализа мультиспектральных изображений со спутников до математических моделей.
Традиционно сильны позиции российских ученых в математике, физике и информатике. На мой взгляд, ключ к успеху лежит в эффективном междисциплинарном взаимодействии. Оно помогает по-новому взглянуть на данные, выявить несоответствия и скорректировать модели, более точно оценить значимость антропогенного влияния на климатические изменения».
«Без изучения собственной изменчивости океана нельзя корректно оценить вклад других факторов в изменение климата»
«Для предсказания климата важно понимание долгопериодных изменений состояния океана и океанской циркуляции. Один из главных механизмов, управляющих собственной изменчивостью океана, — это взаимодействие вод Атлантики и Арктики, изучением которого и занимается наш коллектив.
Сергей Гулев, член-корреспондент РАН, доктор физико-математических наук, руководитель Лаборатории взаимодействия океана и атмосферы и мониторинга климатических изменений Института океанологии имени П. П. Ширшова РАН. Источник: smotrim.ru
В ходе наблюдений мы выяснили, что происходит смещение атлантических вод — так называемая «атлантификация» Арктики — процесс термодинамического воздействия теплых и высокосоленых атлантических вод на Арктический бассейн. Ярким индикатором этого явления служит расширение ареала морских организмов: например, в Карском море, которое считалось биологической пустыней, теперь ловят креветок, ранее обитавших только в Баренцевом.
Баренцево море на карте. Источник: ресурс «Спутник туриста»
Проблема роли океана в климатических изменениях заключена в том, что он, во-первых, является наиболее консервативным по отношению к атмосфере компонентом климатической системы, а во-вторых, порождает собственные долгопериодные (50-70 лет) составляющие климатической изменчивости. Не изучив собственной изменчивости океана и ее влияния на атмосферу, нельзя оценить вклад других факторов (например, антропогенного) и корректно учесть их при прогнозировании.
Наше исследование развивается по двум взаимосвязанным направлениям — высокоточные наблюдения океана и численное моделирование системы океан-атмосфера. Современная модель, основанная на коде NEMO, успешно работает для Атлантики, сейчас мы включаем в нее Арктику. А вот намеченные точки для наблюдений приходится пересматривать в связи с закрытием доступа к исключительным экономическим зонам различных государств в северной Атлантике, где расположены важные для нас пограничные течения. Придется решать эту задачу, ограничиваясь наблюдениями в открытом океане. Перед установкой буев мы должны обосновать в деталях, где нужно осуществлять мониторинг, и как должна выглядеть инструментальная часть, с помощью которой мы сможем его осуществить.
В нашем проекте принимают активное участие два соинвестора: группа компаний «RSK – Технологии» — разработчик и интегратор суперкомпьютерных решений и ленинградская компания — «Морские компьютерные системы» (МКС), совместно с которой мы создаем системы наблюдений состояния поверхности океана.
Несколько лет назад у нас возникла идея использовать судовые радары для наблюдения за поверхностью моря, чтобы расширить количество параметров и сеть наблюдений. Наш соинвестор, компания «Морские компьютерные системы» помогла нам в реализации этой идеи, и моя коллега, Наталья Тилинина в рамках молодежного гранта РНФ с нуля разработала устройство и интерфейс. В перспективе, цена такого устройства может быть снижена до нескольких сотен долларов, что позволит запустить его в массовое производство».
Инженерные решения
Исследователи и инженеры предлагают разные пути решения климатических проблем: от распыления аэрозолей для управления солнечным излучением и газоочистки воздуха до вывода орбитальных зеркал. Однако теоретики подчеркивают, что ко всем этим идеям нужно относиться с особой осторожностью, поскольку не только их эффективность, но даже влияние на окружающую среду плохо изучены или совсем не изучены. Сегодня большинство прикладных исследований направлены на улавливание парниковых газов и возвращение их в энергетический цикл, например, переработку в полезные для химической промышленности вещества. Разработки находятся на стадии научных исследований и прототипов установок.
«Углекислый газ – почти неисчерпаемый источник сырья для химической промышленности»
«Наша глобальная цель – найти эффективный способ переработки углекислого газа как почти неисчерпаемого источника сырья для химической промышленности. Для этого мы разрабатываем новые катализаторы. Они обычно состоят из подложки и каталитически активных частиц. Подложкой могут служить оксид алюминия, кварц и ряд других материалов, а активными частицами могут быть кобальт, никель, платина и многие другие. Мы разрабатываем слоистые наноматериалы, в частности – гексагональный нитрид бора. Он химически стойкий, выдерживает повышенные температуры и у него хорошие механические свойства. Чтобы повысить эффективность катализатора на основе нитрида бора, в его структуру мы можем добавить углерод, кислород или добавить дефекты. В качестве активных частиц мы решили использовать двухкомпонентные системы: по сравнению с классическими однокомпонентными, у них на поверхности больше активных центров, что может повысить производительность катализатора. Здесь мы выбрали железо и платину – компромисс между дорогостоящей платиной и доступным железом. Наша подложка и активные частицы взаимодействуют особым образом: тонкие слои нитрида бора формируют защитную оболочку вокруг металлической частицы и защищают ее от спекания с другими частицами, благодаря чему катализатор дольше сохраняет свои свойства.
Антон Конопацкий, кандидат технических наук, научный сотрудник лаборатории «Неорганические наноматериалы» МИСИС. Фото из личного архива
Мы перерабатываем углекислый газ путем его гидрирования при повышенных давлении, температуре и в присутствии катализатора. На выходе, в зависимости от выбранного катализатора и условий протекания реакции, мы можем получать ценные для химической промышленности углеводороды: олефины, парафины, этанол и многое другое. На первый взгляд, эта реакция выглядит просто: СО2+Н2. Однако в действительности она кроет в себе множество сложных стадий, зависящих от адсорбции исходных реагентов и промежуточных продуктов на разных активных центрах катализатора, поэтому полного понимания ее механизма до сих пор нет.
Если у бизнеса есть стратегическое видение своего будущего, у него должен быть интерес к таким технологиям. В России есть такие компании, как раз сейчас с одной из них мы заключаем контракт на разработку материалов с высокой способностью поглощать водород.
Исследовательская команда Антона Конопацкого. Фото из личного архива
Наша область исследований так устроена, что нам сложно оценивать сроки получения результата, поскольку процесс затрагивает много сфер жизни: не только науку и технику, но и общественные отношения, экономические процессы и технологический уклад. В глобальном масштабе стоит помнить, что влияние парниковых газов на изменение климата – процесс очень инерционный. Даже если, условно, с понедельника мы перейдем на зеленую энергетику, будем соответствовать всем нормам и сократим углеродный след от производства до минимума, глобальная температура продолжит расти еще минимум до середины века за счет избыточного объема парниковых газов, уже попавшего в атмосферу».
«Будущее – за фотокатализом»
«Если посмотреть вокруг, можно заметить, что природа уже решила проблему избытка СО2 в атмосфере, и это фотосинтез, который позволяет растениям превращать углекислый газ в органические молекулы и накапливать энергию в виде химических связей в этих молекулах. Наша группа занимается развитием «искусственного» фотосинтеза, для реализации которого мы ищем эффективный фотокатализатор. Это позволит вернуть СО2 в энергетический цикл и сделать его замкнутым, чтобы продукты трансформации CO2 использовать, например, в химической, парфюмерной или нефтеперерабатывающей промышленности.
Андрей Сараев, кандидат физико-математических наук, научный сотрудник Института катализа имени Г. К. Борескова СО РАН. Фото из личного архива
Мы создаем такие катализаторы, которые могли бы под действием солнечного света улавливать и превращать углекислый газ в другие соединения, например СО, метан и ценные органические вещества. Так, к «классическому» фотокаталазитору диоксид титана мы добавили платину и медь, чтобы катализатор работал под действием видимого света. При этом модификация медью не только позволяет снизить стоимость фотокатализатора, но и увеличить скорость образования метана. Кроме того, нам удалось создать композитный фотокатализатор на основе графитоподобного нитрида углерода и диоксида титана. Он эффективно адсорбирует углекислый газ и показывает высокую скорость образования метана, которая в 4.5 раза выше, чем у диоксида титана, модифицированного медью, и составляет 17 микромоль в час на грамм катализатора.
Созданные учеными фотокатализаторы на основе диоксида титана с разным количеством нитрида углерода. Фото из личного архива
Такая технология еще нигде не была реализована на практике, поскольку требует больше научных исследований, а в дальнейшем и больших территорий, площадь которых сравнима с площадями, используемыми для солнечных электростанций.
Однако, на мой взгляд, фотокатализ в будущем станет одним из наиболее эффективных методов утилизации углекислого газа. Он позволяет снижать углеродную нагрузку на атмосферу и получать энергию или сырье в тех местах, где их нет, используя только солнечный свет, атмосферный CO2 и воду».
Исследовательская команда Андрея Сараева на фоне мощного микроскопа Themis Z. Фото из личного архива
