В ходе II Международной научной конференции "Наука будущего", состоялось заседание Совета по грантам президента РФ, где рассматривался вопрос о том, какие новые научные проекты получат финансирование по постановлению правительства РФ за №220. Победителем стала заявка ученых кафедры химической технологии переработки нефти и газа СамГТУ и профессора Ростокского университета Сергея Верёвкина (h=42). Грант № 14.Z50.31.0038 был предоставлен на создание в институте лаборатории «Перспективные технологии переработки возобновляемого органического сырья и аккумулирования водорода».

Цели и задачи проекта:

• Создание перспективных процессов получения топлив и ценных химических продуктов из органического возобновляемого сырья и технологий хранения водорода с использованием ненасыщенных органических соединений.
• Создание лаборатории перспективных технологий переработки возобновляемого органического сырья и аккумулирования водорода.
• Экспериментальное изучение термохимических и термодинамических свойств ключевых органических соединений, относящихся к О- и N-гетероциклам, диолам, сложным эфирам, полициклическим ароматическим углеводородам, которые определяют направления переработки возобновляемого растительного сырья с получением топлив и ценных химических продуктов.
• Исследование химического равновесия реакций гидрирования–дегидрирования потенциальных органических аккумуляторов водорода, относящихся к О- и N-гетероциклам, полициклическим ароматическим углеводородам. Определение оптимальных условий каждой стадии цикла (реакций гидрирования-дегидрирования), с точки зрения теоретических основ.
• Пополнение базы данных по термохимическим и термодинамическим свойствам органических соединений, входящих в круг ключевых, их гомологов и родственных представителей выбранных классов, необходимой для формирования методов надежного прогнозирования термодинамических свойств на основе закономерностей «строение молекулы – свойство» с привлечением ab initio квантово-химических методов.
• Разработка методов прогнозирования термодинамических (энтропия, теплоемкость, изменение энтальпии) и термохимических (энтальпия сгорания, энтальпия сублимации, энтальпия испарения, энтальпия плавления) свойств ключевых соединений, их гомологов и родственных представителей выбранных классов в диапазоне температур 100-1500К на основе закономерностей «строение молекулы – свойство» с привлечением ab initio квантово-химических методов для оптимизации перспективных процессов получения топлив и ценных химических продуктов из возобновляемого органического сырья и технологий хранения водорода с использованием ненасыщенных органических соединений.
• Синтез эффективных нанесенных триметаллических каталитических систем на основе сульфидов (фосфидов, нитридов) металлов переменной валентности (Co(Ni)Mo(W)) или на основе благородных металлов (Pt, Pd) и металлов переменной валентности (Ni) в реализации энергетического водородного цикла: накопление водорода в молекуле органического соединения (гидрирование) – высвобождение водорода (дегидрирование), а также в процессах получения топлив из возобновляемого органического сырья.
• Изучение влияние природы носителя, его текстурных характеристик (мезопористые силико, силикоалюмофосфатные: SiO2, SBA-15, Al-SBA-15, MCM-41, MCM-48, SAPO-11 носители), химического состава активной фазы и ее морфологии (CoNiMoS; CoNiWS; CoMoWS; NiMoWS, Ni, Pt, Pd и др.) на каталитическую активность и стабильность синтезированных катализаторов в реакциях гидрирования – дегидрирования потенциальных органических носителей водорода и в процессах получения топлив из органического сырья.
• Создание экспериментального стенда ЭС-1 для проверки разработанных технологий и катализаторов, реализующих водородный цикл аккумулирование-хранение-извлечение водорода. Наработка опытных образцов перспективных топлив (2 образца по 1 литру) для изучения их физико-химических свойств и образцов катализаторов (3 образца по 100 гр) для демонстрационных целей.

Планируемые результаты проекта:

• База взаимосогласованных данных, включающая экспериментальные значения термохимических (энтальпии сгорания, энтальпии испарения, энтальпии сублимации, энтальпии плавления) и термодинамических (энтропии, теплоемкости, изменения энтальпии) свойств, а также (что это-уточнить) методы прогнозирования термодинамических свойств изученных ключевых соединений, их гомологов и родственных представителей выбранных классов, определяющих направления получения топлив и ценных химических соединений из возобновляемого сырья, и перспективных органических носителей водорода.
• Образцы эффективных наноструктурированных катализаторов на основе сульфидов (фосфидов, нитридов) металлов переменной валентности или на основе благородных металлов и металлов переменной валентности, применяемых в водородном цикле: аккумулирование водорода (гидрирование) – высвобождение водорода (дегидрирование), а также для получения экологически чистых топлив из возобновляемых источников органического сырья.
• Технология получения экологически чистых топлив из возобновляемого органического сырья, а также из смеси возобновляемого органического сырья с нефтяными фракциями, использующие в качестве катализаторов новые наноструктурированные каталитические системы на основе сульфидов (фосфидов, нитридов) металлов переменной валентности.
• Названия ненасыщенных органических соединений, рекомендованных в качестве перспективных аккумуляторов водорода и экспериментальный стенд ЭС-1, моделирующий водородный цикл: накопление и хранение водорода в органическом соединении (каталитическое гидрирование ненасыщенной молекулы) – высвобождение и использование водорода (каталитическое дегидрирование с получением свободного водорода и исходного ненасыщенного соединения).
• Подготовка специалистов для научной и производственной сфер, (как это реализуется в плане р.6)) владеющих знаниями в области переработки возобновляемых источников сырья в топлива и ценные химические продукты, и в области эксплуатации систем аккумулирования и высвобождения водорода на основе ненасыщенных органических соединений.