Получение водорода из природного газа под действием лазерного излучения

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 22-23-20038

НазваниеПолучение водорода из природного газа под действием лазерного излучения

Руководитель Тверьянович Юрий Станиславович, Доктор химических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" , г Санкт-Петербург

Конкурс №65 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс)

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-407 - Фундаментальные проблемы химической технологии

Ключевые слова Водородная энергетика, природный газ, лазерный пиролиз, лазерный фотолиз, экологически нейтральный, декарбонизация, метан, водород, лазерная спектроскопия.

Код ГРНТИ31.15.29

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на решение двух взаимосвязанных задач. Первая задача: разработка лазерно-плазменного метода, позволяющего, при использовании относительно компактного оборудования, разлагать природный газ на водород и твердый углерод без образования парниковых газов. Это не только позволит продолжить использование природного газа в качестве ископаемого источника энергии при соблюдении экологической нейтральности, но и продолжить эксплуатацию существующих газотранспортных сетей без необходимости их модернизации для транспортировки водорода. Последнее обусловлено компактностью оборудования и, соответственно, возможностью его расположения в конце газотранспортной сети, в непосредственной близости от потребителя. Благодаря этому одновременно будут минимизированы расходы на разработку и создание системы доставки водорода до потребителя и связанные с этим экологические, экономические риски и риски в области обеспечения безопасности. Вторая задача – исследование механизмов и скоростей химических процессов при фотолизе/пиролизе метана посредством изучения поведения когерентных ансамблей молекул методом фемтосекундной спектроскопии с временным разрешением. Результаты этого исследования будут полезны не только для решения первой задачи, но и целого ряда других проблем. Так, например, в последнее десятилетие возобновился интерес, связанный с возможностью использования метана в качестве реактивного топлива для гиперзвуковых аппаратов. В этом контексте необходимо установить механизм и кинетические параметры химического поведения топлива во время его пиролиза, чтобы использовались их в моделировании гидродинамических процессов. Учитывая, что скорость подобных реакций, как правило, лежит в субпикосекундном диапазоне, методы фемтосекундной спектроскопии становятся безальтернативными для решения подобных задач.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Поволоцкий А.В., Шеремет Т.И., Тверьянович Ю.С. SOLID CARBON PRODUCTS OF ISOBUTANE DECOMPOSITION IN LASER PLASMA Glass Physics and Chemistry (год публикации - 2022)

2. Ю.С. Тверьянович, А.В. Поволоцкий, М.А. Ветрова, А.К. Криворотов, Т.И. Шеремет ПОЛУЧЕНИЕ ВОДОРОДА ИЗ ПРИРОДНОГО ГАЗА В ЛАЗЕРНОЙ ПЛАЗМЕ: ХИМИЯ, МЕЖДУНАРОДНАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ПОЛИТИКА, ЭКОНОМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ Журнал общей химии (год публикации - 2024)

3. Тверьянович Ю.С., Поволоцкий А.В. Пиролиз газообразных углеводородов в лазерной плазме: её оптические спектры и твердые продукты Современная химическая физика XXXV Симпозиум, Сборник тезисов, "Издательство Доблесть", стр. 157 (год публикации - 2023)

4. А.В.Поволоцкий, Ю.С. Тверьянович, Т.И. Шеремет, С.С. Луньков, Е.В. Борисов БЫСТРЫЕ И СВЕРХБЫСТРЫЕ ПРОЦЕССЫ В ПЛАЗМЕ ПРОПАНА ПРИ НАКАЧКЕ ЛАЗЕРНЫМИ ИМПУЛЬСАМИ Известия Академии наук. Серия химическая (год публикации - 2024)

5. Тверьянович Ю.С., Поволоцкий А.В., Шеремет Т.И. ТВЕРДЫЕ ПРОДУКТЫ РАСПАДА ИЗОБУТАНА В ЛАЗЕРНОЙ ПЛАЗМЕ Санкт-Петербургский государственный университет, стр. 513-515 (год публикации - 2023)

6. Тверьянович Ю.С., Поволоцкий А.В., Ветрова М.А. Получение водорода лазерным разложением природного газа VIII Международной конференции «Экологическая безопасность в газовой промышленности», «Газпром ВНИИГАЗ», Москва 13-14 декабря 2023 г. (год публикации - 2023)

Публикации