Романтик от науки. Ученый придумал, как очистить города от смога, — на очереди удешевление топлива

О достижениях Новосибирского Академгородка наслышаны и в России, и по всему миру. Многие знают, что там работают над спасением экологии планеты. Ученый Артем Порываев разрабатывает вещество для очистки воздуха и топлива. В интервью NGS.RU он рассказал, как его исследования могут изменить мир, почему человечеству требуется новое экологичное топливо и зачем молодежь идет в науку.

Артем Порываев — старший научный сотрудник Международного томографического центра Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН). Он также преподает в Новосибирском государственном университете (НГУ), где на факультете естественных наук и сам изучал химию. На третьем курсе Артем заинтересовался исследованиями и стал работать в лаборатории электронного парамагнитного резонанса. Вместе с наставником изучал движение молекул в материале, а затем смог применить используемый физико-химический метод к решениям реальных задач. Например, чтобы разобраться, как работают углеводородные смеси при переработке нефти.

— Я в науке с двадцати лет и занимаюсь ею уже десять лет. Мой основной интерес — это внедрение моих разработок по пористым материалам в промышленность. Я хочу, чтобы они реально помогали людям: работали на заводе или в транспорте, были рабочими решениями, — рассказывает Артем.

В лаборатории его команда работает над «умными губками» — сорбентами, которые могут применяться для очистки воздуха и топлива, а также при производстве пластика. Одни из них порошковые, другие — гранулированные, но в сфере интересов ученых также научное новшество: жидкие пористые материалы.

У сорбентов огромное количество применений в сфере транспортировки и разработки топлива. Например, у топливной промышленности есть запрос на очистку нефти для стандартов топлива «Евро-4», «Евро-5», а у химической промышленности на производство разных видов пластика — сорбенты являются готовыми решениями для этих задач.

Сорбенты не только помогают очищать окружающую среду, но и могут стимулировать переход на более экологичное топливо — метан. Проблема в том, что этот газ опасен утечками, а в баллоны его помещается не так много, так что заправленный метаном автомобиль может проехать не такую уж длинную дистанцию, а дозаправка у него не такая простая.

— Благодаря сорбентам мы можем поместить в ту же емкость в два-три раза больше метана. Соответственно, в несколько раз вырастет пробег автомобиля. Благодаря этому метановые заправки могут стоять буквально везде. Этой задачей занимаемся мы и ученые по всему миру, — объясняет Артем.

Сам ученый в науке выделяет две концепции. Одна — прагматическая, предполагающая некий результат и движение в этом направлении. Другая — «романтическая»: когда ученые находят уникальные свойства объекта, о которых не могли догадываться изначально.

— Мы занимались пористыми материалами и нашли уникальный «романтический» момент: обнаружили свойства, необходимые для сжижения водорода. А это нужно, чтобы использовать его как горючее. Он является самым экологичным топливом, поскольку при сгорании дает только воду, — отмечает Артем.

В лаборатории уже нашли и запатентовали катализатор для сжижения водорода, в десятки раз превосходящий по активности коммерческие аналоги, — это позволит более безопасно хранить и транспортировать газ. Ученые находятся в поисках индустриального партнера, которому будет интересно попробовать этот катализатор в производстве.

Проблема использования водорода — в его стоимости. По мнению ученого, если бы не это, его бы уже использовали. Поэтому удешевлением водорода занимаются ученые по всему миру.

Артем отмечает, что сорбенты можно использовать для разных задач, в том числе при сжигании мусора или сборе парниковых газов. Чаще всего это экономически нецелесообразно, но ученый подчеркивает, что наука движется вперед и скоро сможет решить и эти вопросы. Всё зависит от уровня поддержки государства и финансирования.

Основные источники финансирования лаборатории ЭПР-спектроскопии Международного терапевтического центра СО РАН, в которой Артем Порываев работает старшим научным сотрудником, — гранты Российского научного фонда (РНФ), Фонд содействия инновациям и гранты регионального правительства молодым ученым.

— Конкурс РНФ жесткий, но мы конкурентоспособны. Одним из критериев является наличие молодежи в лаборатории: [у нас] 100% ученых в группе младше 39 лет, — замечает ученый.

Сотрудники в лабораторию приходят из университетов, часто начиная с дипломной практики. Этому способствует система, заложенная академиком Лаврентьевым: связь вузов с институтами позволяет готовить кадры «под запрос».

— Читаем лекции, ведем семинары, приглашаем студентов решать конкретные задачи. Многие остаются, — поясняет Артем.

Под его руководством — бакалавры, магистранты и аспиранты. Даже есть юноша, который познакомился с Артемом еще в школе на олимпиаде по химии, а после того как поступил в вуз, с первого курса работает в лаборатории — уже больше шести лет. Всем студентам Артема не безразличны экологические проблемы, поэтому ребята помогают их решать с помощью своих исследований.

Из-за зависимости лаборатории от финансирования ученым удается реализовать не все идеи. Но, например, разработку катализатора поддержал Фонд содействия инновациям благодаря вовремя поданной заявке на патент, грамотно подготовленной документации и научным работам по этой теме.

— Если направление не финансируется, приходится переключаться на востребованные темы, — признается Артем.

По его словам, развитие экологии — не такое заметное явление, в отличие от развития искусственного интеллекта, которое мы видим постоянно. Артем отмечает, что плохую экологию люди чаще всего не замечают, но при этом она негативно сказывается на их здоровье. Ученый верит, что сорбенты и новое топливо помогут улучшить качество жизни и снизить негативное влияние на планету.

Стремление сделать дешевле энергию волнует исследователей со всего мира. Например, недавно ученый переехал из США в Россию, чтобы сделать электричество дешевле.