«Новое поколение научно-технических кадров»: российский разработчик — о Конгрессе молодых учёных и своём изобретении

Конгресс молодых учёных, который проходит с 28 по 30 ноября в Парке науки и искусства «Сириус», способствует налаживанию продуктивных связей между научным и деловым сообществом. Такие мероприятия, где вузы и компании представляют свои передовые разработки, вдохновляют молодых учёных. Такое мнение в интервью RT высказал участник Конгресса, руководитель стратегического проекта «Энергия будущего» Томского политехнического университета, заведующий лабораторией перспективных материалов энергетической отрасли, профессор отделения электроэнергетики Александр Пак. Учёный — номинант Всероссийского конкурса ВОИР «Изобретатель года», который проходит в рамках Конгресса. Пак рассказал о своей разработке — дуговом реакторе, который позволяет выпускать необходимые для водородной энергетики катализаторы.

• РИА Новости
• © Фотохост Конгресса молодых учёных / Алексей Майшев

— Как в этом году проходит Конгресс молодых учёных? Насколько площадка в целом отвечает запросам участников?

— Конгресс молодых учёных проходит очень масштабно, он собрал несколько тысяч участников. Среди выступающих очень много людей, действительно двигающих развитие науки и технологий в стране. На выставке также представлены ключевые российские компании, занятые в области наукоёмких разработок, такие как «Росатом» и т. д.

Посещать такие мероприятия очень полезно и для бизнесменов, занимающихся инновациями, и для учёных — сразу можно завести много новых знакомств, из которых, возможно, в перспективе получатся научные коллаборации.

• Александр Пак
• © Пресс-служба ТПУ

— На Конгрессе вы представили свою научную разработку — отечественный мини-реактор для синтеза тугоплавких соединений, востребованных также и для технологий получения водорода и создания водородных топливных ячеек. Расскажите об установке подробнее — как она работает и чем отличается от аналогов?

— Все этапы создания нашего реактора, от идеи до создания методики, оборудования, программного обеспечения и получения патентов, проходили в стенах Томского политехнического университета.

В новом реакторе используется дуговой разряд постоянного тока, создающий высокие температуры, которые позволяют или синтезировать требуемый материал, или разложить какие-либо отходы. В некоторых случаях удаётся это совместить, то есть получить полезный материал из отходов. Сегодня мы работаем с карбидами металлов — это тугоплавкие соединения металлов и углерода.

Ключевая особенность нашего реактора — в его повышенной энергоэффективности. По текущим оценкам, он потребляет в десять раз меньше энергии, чем традиционное подобное оборудование, дуговые вакуумные печи. Также он легче и компактнее, чем имеющиеся прямые аналоги.

Добиться таких характеристик оборудования удалось благодаря применению открытого нами эффекта самоэкранирования реакционного объёма. То есть мы подобрали такие условия работы реактора, при которых можно отказаться от традиционных технологий дуговых реакторов, требующих использования вакуумно-газового оборудования.

Это техническое решение позволило нам сконструировать более лёгкий, компактный и энергоэффективный реактор.

• Дуговой реактор, созданный научным коллективом Александра Пака
• © Пресс-служба ТПУ

— Какие проблемы поможет решить разработанное вами оборудование и в целом как оно сможет помочь в достижении нашей страной успехов в водородной энергетике? В каких областях отечественной промышленности ещё будет востребован подобный реактор?

— Я ранее упомянул, что мы работаем с карбидами металлов, а именно создаём методику получения карбидов переходных металлов. Эти карбиды отличаются высокой твёрдостью и тугоплавкостью.

Такие материалы применяются в обрабатывающей промышленности, из них можно изготавливать элементы силовой электроники. В последние годы в России и в мире ведутся разработки по использованию карбидов как компонентов различных катализаторов.

Для производства водорода применяется технологии электролиза — разложения воды на водород и кислород под воздействием электрического тока. А уже на этапе топливного использования водорода запускается обратная химическая реакция получения воды из водорода и кислорода с выделением электроэнергии.

В обоих случаях используются катализаторы, как правило, на основе платины, палладия и других крайне дорогостоящих металлов. Частично такого рода металлы можно заменить карбидами, которые мы можем получать на нашей установке. В частности, это карбиды вольфрама и карбиды молибдена.

• © Пресс-служба ТПУ

Кроме того, получаемые нами карбиды востребованы в составе катализаторов, необходимых в технологиях утилизации углекислого газа с получением водородсодержащего синтез-газа. Это тоже очень важное направление научно-технических разработок в области современной экологичной энергетики.

— Заинтересовались ли уже вашей разработкой отечественные компании? Планируется ли масштабировать производство подобной аппаратуры?

— Наш университет традиционно славится тем, что делает акцент на прикладных исследованиях, создаёт применимые на практике технологии. Сегодня у нас есть ряд промышленных партнёров, с которыми мы ведём переговоры о масштабировании разработки и промышленном выпуске созданного оборудования. Перед нами сейчас стоит две задачи — дальнейшая доработка реактора для применения в лабораторных исследованиях, а также наращивание производства катализаторов на основе карбидов, выход на промышленные объёмы.

— В этом году вы также стали участником-номинантом Всероссийского конкурса ВОИР «Изобретатель года». Расскажите, насколько такой конкурс и в целом Конгресс помогают молодым учёным в популяризации их научных достижений. 

— Когда я был маленьким, в детстве отец у меня спрашивал: «Кем ты хочешь стать?» — и я говорил, что хочу стать изобретателем. Когда ещё ребёнком я узнал, что таких факультетов не бывает, то был разочарован. Но это не помешало мне изобрести несколько новых устройств, одним из которых стал мини-реактор.

В данном конкурсе очень важен тот факт, что он проводится в рамках номинаций: среди взрослых учёных, среди молодых учёных и среди школьников. И на нашем стенде, где я выступаю сегодня, представлены одновременно все три поколения. Вообще, среди участников Конгресса много детей, и это очень классно, потому что так школьники вдохновляются технологическим творчеством. Так готовится новое поколение научно-технических кадров, это очень важно.

— Насколько, по вашему мнению, сегодня Россия располагает возможностями для реализации наукоёмких проектов?

— Я думаю, что у нас есть всё для этого. В первую очередь в России очень много светлых голов, которые могут реализовать практически любую технологическую задачу. Здесь, на Конгрессе, я воочию вижу, как много в России создаётся новых передовых разработок.

Источник