Молодой учёный химического факультета Томского госуниверситета Мария Черных стала победителем конкурса «УМНИК–РЖД». Аспирантка работает над созданием катализатора, который будет эффективно очищать воздух от летучих органических соединений, бактерий и вирусов в присутствии пассажиров и сделает эту процедуру безопасной для них. В перспективе разработку учёного-химика можно будет использовать для очищения воздуха в салонах самолетов, в супермаркетах и кинотеатрах, на подземных парковках, подводных лодках и других объектах. Разработка соответствует направлению «Технологии безопасности», реализуемому ТГУ в рамках федеральной программы «Приоритет 2030».
– Наиболее эффективная очистка воздуха сегодня производится с помощью озона, но этот газ опасен для человека, поэтому после проведения санации его необходимо устранить, – рассказывает автор проекта, аспирантка ХФ ТГУ Мария Черных. – Есть несколько подходов для устранения выбросов озона: адсорбция активированным углем, термическое разложение, каталитическое разложение и другие. При наличии плюсов все они имеют серьёзные недостатки. Так, уголь плохо «работает» с высокими концентрациями О3, терморазложение требует высоких температур от +400oС. Задача нашего проекта – создание эффективного катализатора, который дополнит систему озонирования и будет разлагать О3 до безопасного О2, которым мы дышим. Это позволит очищать воздух во время движения вагона вместе с находящимися в нём пассажирами.
Новизна продукта в том, что в качестве активной композиции используются смеси оксидов переходных металлов, в то время как классические системы обычно содержат дорогостоящие металлы платиновой группы (платина, палладий). Этот метод поможет значительно снизить стоимость катализатора, а также избежать сложности продажи и передачи таких изделий, поскольку не будет попадать под ограничения, связанные с оборотом драгоценных металлов.
– Вместе с тем у катализатора будет не привычная основа в виде металлических ячеистых материалов, а кордиеритовый блок, – объясняет научный руководитель аспирантки, старший научный сотрудник лаборатории каталитических исследований ХФ ТГУ Григорий Мамонтов. – Такие блоки намного дешевле, чем аналогичные металлические конструкции, за счёт более простого изготовления. Размер ячейки в кордиеритовом блоке меньше, это позволит значительно повысить эффективность катализатора.
Новый материал поможет не только очищать воздух от летучих органических соединений и устранять неприятные запахи, но и снизит риски распространения заболеваний, передающихся воздушно-капельным путём.
Функциональные характеристики нового продукта будут исследованы в лаборатории ТГУ, после чего катализатор пройдёт апробацию в реальных условиях. Если его эффективность окажется на уровне параметров, запланированных разработчиком, область применения нового материала может значительно расшириться. Его можно будет использовать в любых замкнутых пространствах – магазинах, кинотеатрах, салонов самолетов, где от чистоты воздуха зависит не только комфорт, но и безопасность людей.
На разработку нового продукта организаторы конкурса УМНИК – Фонд содействия инновациям и РЖД – отводят два года. Добавим, что конкурс «УМНИК–РЖД» был объявлен впервые. Гранты на поддержу исследований получили лишь 10 учёных со всей России.