Получение нанопористого углеродного материала и оборудование для аккумулирования природных газов

Направление конференции: Энергетическое машиностроение
Степень разработки: ОКР (создан прототип или опытная партия)

Краткая аннотация:
Попова Алена Алексеевна, ФГБОУ ВО «Тамбовский государственный технический университет», аспирант 3 курс. Использование различных газов в качестве топлива, в том числе метана и водорода, для бытовых нужд и транспорта имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными видами: низкая себестоимость и высокая экологичность. Вместе с тем, существует целый ряд проблем, связанных с безопасным хранением и транспортировкой, это использование криогенных технологий или высокого давления, что значительно сужает области практического применения. В связи с этим, актуальным является создание альтернативного, более безопасного и менее затратного варианта хранения и транспортировки газообразного топлива. Наиболее перспективными в этом направлении можно считать синтезированные углеродные сорбенты, обладающие высокой удельной поверхностью с развитой системой микро- и мезопор и применяемые в технологических процессах, таких как разделение, выделение и концентрирование различных газовых сред. Наиболее востребованными и эффективными будут являться активированные углеродные микро- и мезопористые сорбционные материалы с максимально развитой удельной поверхностью. В основу исследований положена гипотеза о том, что в результате карбонизации углеродного сырья, содержащего в том числе углеродные наноматериалы (углеродные нанотрубки или графен) и последующей активации будет получен нанопористый углеродный материал, сочетающий эффективную упорядоченную макроскопическую структуру, высокие удельную поверхность и удельный объем микро- и мезопор. Новизна в постановке заявляемой проблемы заключается в том, что предлагается при карбонизации исходного углеродного сырья вносить углеродный наноматериал, как «до», так и «после» её проведения, а последующую химическую активацию проводить в два этапа, с плавным и резким изменением технологических режимов и их варьированием. Новизна решения проблемы заключается в том, что будет обеспечено оптимальное содержание УНМ в полученном материале и сформирована бездефектная нанопористая структура. Кроме этого, будут теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены зависимости между исходным составом, технологическими режимами обработки и характеристиками оборудования, влияющими на физико-механические и физико-химические параметры активированного углеродного материала. По окончанию проекта планируется получить теоретически обоснованные и экспериментально подтвержденные основные закономерности процесса синтеза нанопористого углерода, сочетающего высокие удельную поверхность и удельный объем микро- и мезопор, эффективную упорядоченную бездефектную макроскопическую структуру и, на их основе, выработаны рекомендации для аппаратурно-технологического оформления промышленного производства сорбентов для использования в качестве аккумуляторов низкого давления в системах хранения природных газов в энергетике и на транспорте, а также для высокоэффективной очистки воздуха и защиты от летучих химических соединений, до 1,5 раз превосходящих имеющиеся аналоги.
наверх