Быстрее, лучше, сильнее: российские ученые увеличили эффективность сжигания угля

Ученые из Томского политехнического университета, НИТУ «МИСиС» и Института катализа СО РАН им. Г.К. Борескова разработали новый метод повышения эффективности сгорания угольного топлива. Процесс происходит при участии солей меди. Метод позволяет почти в половину сократить выбросы угарного газа и в три раза снизить неполное сгорание, превратив его в полезное тепло.

Исследование было опубликовано в международном журнале «Fuel Processing Technology», посвященном аспектам переработки и утилизации топлива.

Уголь — самый распространенный первичный энергоресурс в мире. Такой вывод сделало Международное энергетическое агентство в своих отчетах за 2020 год. Более трети мировой электроэнергии в указанный год, по данным агентства, производилось за счет сжигания угля.

Мировое сообщество прикладывает значительные усилия для обеспечения безболезненного перехода промышленности на возобновляемые источники энергии, но пока что этот переход невозможен из-за целого комплекта экономических и географических затруднений, схожих для всех государств. Уголь, по прогнозам экспертов, в ближайшие годы точно не уйдет с лидирующих позиций в производстве.

Рост доли угля, как в российской, так и в мировой энергетике, вызывает серьезные опасения экологов. С его использованием в качестве энергоносителя связан ряд серьезных проблем. Самые значительные из них — неполное сгорание топлива и выделение большого количества токсичных газов. Из-за отравления водяных паров и движению воздушных масс угольные осадки выпадают на довольно обширной территории, вторично загрязняя почву и водоемы. Существующие проблемы ставят перед угольной энергетической промышленностью задачу обеспечения более эффективного и экологичного преобразования топлива в энергию.

- На угольной энергетике рано ставить крест, - рассказывает руководитель исследовательской группы НИТУ «МИСиС», доктор технических наук, заведующей лабораторией «Катализ и переработка углеводородов» НИТУ «МИСиС» Александр Громов, - Китай, несмотря на все «зеленые» тенденции, рассматривает уголь как основное топливо XXI века. В России доля угля в энергобалансе составляет немногим менее 20%. Даже Великобритания, последовательно проводящая курс на переход к возобновляемым источникам энергии, в третьем квартале 2020 года сожгла более 200 тысяч тонн угля.

Одно из возможных решений «угольной проблемы», предложенных учеными — использование катализаторов, которые смогу повысить интенсивность и эффективность сгорания угля. Такими каталитическими агентами могут стать оксиды металлов и их реагенты: нитраты, ацетаты, хлориды и сульфаты.

- Поиск каталитических добавок, активирующих сжигание угля, будет продолжаться, - отмечает Громов, - Мы добились определенных успехов в этом направлении: эффективность сгорания угля существенно повышается при использовании катализаторов, предложенных и испытанных нами.

В процессе работы ученые взяли соль меди как активирующую добавку горения для повышения реакционной способности углефицированного твердого топлива. Такое топливо имеет высокую температуру воспламенения и теплоту сгорания, но при это отличается низкой интенсивностью горения. Увеличение реакционной способности и скорости горения дало возможность снизить потери тепла путем его преобразования в энергию.

Нитраты, ацетаты и сульфаты меди были добавлены в объемную структуру угля. Интеграция проводилась методом пропитки, чтобы обеспечить равномерное распределение по материалу. Полученный материал поместили в камеру сгорания.

Использовании оксидных катализаторов имеет свои особенности. Так, например, существует необходимость обеспечить динамический контакт добавки и угля. Говоря простыми словами, добавка должна быть распределена в слое топлива равномерно, отдавать кислород и усиливать реакционную способность смеси. Но, если использовать в качестве катализаторов соли, динамический контакт можно исключить. Это является преимуществом данного метода.

Кроме того, в отчетах по результатам исследования ученые отметили, что применение солевых агентов делает процесс горения более управляемым и улучшает его эффективность из-за повышения интенсивности и понижения температуры.

По прогнозам ученых применение солей меди для повышения эффективности сгорания угля позволит существенно снизить топливные потери в энергетической отрасли. Кроме того, данный метод минимизирует затраты энергии при растопке электроэнергетического оборудования и сократит выбросы от угольного производства, что благоприятно скажется на экологии и здоровье людей.

URL: https://babr24.news/tmk/?ADE=209901

Bytes: 4657 / 4528

Версия для печати

Скачать PDF

Поделиться в соцсетях:

Также читайте эксклюзивную информацию в соцсетях:
- Телеграм
- Джем
- ВКонтакте
- Одноклассники

Связаться с редакцией Бабра в Томской области:
tomsk.babr@gmail.com

Автор текста: Пепел.

Другие статьи в рубрике "Наука и технологии" (Томск)

Учёные ТГУ: новый эффективный катализатор и 24 запатентованных сорта декоративных растений

Учёным-химикам из Томского госуниверситета удалось разработать новую улучшенную версию катализатора, способствующего получению молочной кислоты из глицерина. Этот ускоритель оказался в два раза эффективнее предыдущей версии.

Андрей Тихонов

Наука и технологииЭкологияТомск

4983

27.03.2026

Учёные ТГУ: голографические камеры и подводные обсерватории

Учёные ТГУ планируют использовать свою разработку в подводных обсерваториях. Голографические камеры смогут в реальном времени следить за состоянием планктона, благодаря чему можно будет выявлять загрязнения водных объектов на ранних стадиях.

Андрей Тихонов

Наука и технологииЭкологияТомск

10074

17.03.2026

Учёные ТГУ: новая программа обучения для микробиологов и биотехнологов

Учёные Томского госуниверситета запускают новую программу для подготовки специалистов в сферах микробиологии и биотехнологии.

Андрей Тихонов

Наука и технологииЗдоровьеСобытияТомск

3211

11.03.2026

Учёные ТГУ – о новых спектральных сенсорах и выбросах парниковых газов

Учёные ТГУ разработали для одной из самых современных установок в мире уникальные спектральные сенсоры на основе арсенида галлия, компенсированного хромом.

Андрей Тихонов

Наука и технологииЭкологияТомск

14517

05.03.2026

Учёные ТГУ: фильтр от микропластика и повышающий износостойкость техники материал

Учёные ТГУ давно занимаются изучением проблемы загрязнения водоёмов и почвы синтетическими волокнами. Чтобы помочь природе, учёные создали специальный фильтр, задерживающий более 90% микропластика, не давая ему проникнуть в окружающую среду.

Андрей Тихонов

Наука и технологииЭкологияТомск

19070

18.02.2026

Где в Байкале скапливается микропластик и что обнаружили учёные

Байкал привыкли называть чистым и почти нетронутым. И каждый раз, когда появляется новость об очередной машине, провалившейся под лёд, это звучит как тревожное напоминание: даже зимой озеро испытывает на себе давление человека.

Анна Моль

Наука и технологииЭкологияИркутск Байкал Томск

20796

12.02.2026

Учёные ТГУ: новая технология для детекторов и переработка тяжёлой нефти

Учёные ТГУ совместно с коллегами из ООО «ФИНПРОМАТОМ» уже создали и внедрили новую технологию производства материалов, которые составляют основу детекторов рентгеновских цветовых изображений. Кроме того, учёные ТГУ нашли способ сделать тяжёлую нефть более лёгкой с помощью трёх доступных компонентов.

Андрей Тихонов

Наука и технологииОбразованиеТомск

5789

04.02.2026

Учёные ТГУ: борьба с патогенными бактериями в воздухе станет эффективнее

Учёные ТГУ совместно с коллегами из СО РАН создали нанотермитные системы, способные предотвращать распространение и снижать концентрацию микроорганизмов в воздухе. Процесс устранения биологических угроз, связанных с бактериальным заражением воздуха, станет мгновенным.

Андрей Тихонов

Наука и технологииЭкологияТомск

27713

13.01.2026

Время наблюдать за светилами

Наступление 2026 года отмечено яркими астрономическими событиями, так что самое время полюбоваться небом. Солнце 3 января 2026 года в 20:15 по московскому времени Земля окажется в перигелии – самой ближайшей к Солнцу точке своей орбиты.

Эля Берковская

Наука и технологииСобытияМир

3379

03.01.2026

Учёные ТГУ: всё о клещах и местах их обитания на новой платформе Ixodecs

Учёным Томского госуниверситета удалось создать открытую интерактивную платформу, которая позволит отслеживать обилие иксодовых клещей на конкретных территориях. Платформа позволит узнавать не только о количестве клещей и их заражённости, но и о сезонной активности.

Андрей Тихонов

Наука и технологииЭкологияТомск

34615

29.12.2025

Учёные ТГУ: разработка нового протеза и помощь атмосфере

Учёные ТГУ находятся в процессе разработки анатомически-подвижного протеза стопы. Макет нового протеза, аналогов которому нет в России, уже создан, осталось только сделать сам протез. Также учёным ТГУ удалось создать технологии, способные очищать атмосферу от различных загрязнителей.

Андрей Тихонов

Наука и технологииЗдоровьеЭкологияТомск

38140

20.11.2025

Учёные ТГУ: эксперимент о влиянии ИИ на креативность и самая полезная жимолость

Томские учёные ведут исследование на тему того, как именно нейросети влияют не только на креативность, но и на мозговую активность человека в целом.

Андрей Тихонов

Наука и технологииИнтернет и ИТЭкологияТомск

54755

23.10.2025

Лица Сибири

Зимин Виктор

Смоляк Ирина

Шишкина Юлия

Кузнецов Александр

Бендлин Татьяна

Головков Михаил

Михайлов Игорь

Титов Михаил

Нестеренко Аркадий

Юмашев Евгений