БПЛА для мониторинга выбросов метана
Ученые Пермского Политеха совместно со специалистами по аэросъемке Беспилотных авиационных систем создали аналог интерфейса для БПЛА, который позволяет измерять выбросы метана. Разработка получила название LaserHub+, она позволяет осуществлять дистанционный мониторинг выбросов метана более экономичным и удобным способом. Ученые использовали беспилотный летательный аппарат X-FLY на базе открытой архитектуры и лазерный детектор метана Laser Methane mini. Бортовые приборы беспилотника позволяют мониторить показатели состава воздуха в реальном времени и определять концентрацию метана. Лазерный детектор выбран из-за его малого веса, широкого диапазона измерений, высокой чувствительности и скорости измерений. Он способен получать информацию обо всей приземной воздушной толще над заданной точкой поверхности и не подвержен влиянию изменений метеорологических условий или потока воздуха. Данные газовой разведки извлекаются в формате листа Excel, после чего их можно анализировать в специальных программах.
Новые материалы для водородной энергетики от ученых ТПУ
Ученые Томского политехнического университета разработали автоматизированный комплекс, который позволит создавать новые типы материалов для водородной энергетики. Комплекс предназначен для проведения экспериментов при широком диапазоне давлений и температур. Такие исследования включают изучение сорбционных свойств материалов, их взаимодействие с водородом, а также стойкость и проницаемость конструкционных и мембранных материалов. Установка может использоваться для изучения мембранных материалов, которые способны выделять водород из газовых смесей и очищать его. Программное обеспечение комплекса позволяет точно определять сорбционные и десорбционные характеристики различных материалов по отношению к водороду.
Очистка сточных вод от нефти в Арктике
Ученые университета ТГАСУ изучили методы более эффективной очистки сточных вод канализационных очистных сооружений (КОС), которые используют биореакторы с аэробными микроорганизмами. Это устройство предназначено для КОС нефтяных месторождений и может использоваться в Арктике. В рамках разработанной технологии ученые сконструировали устройство для стимулирования активного ила в аэротенках очистных сооружений озоном, который является сильным окислителем. Уникальность метода заключается в использовании малых доз озона, создающих благоприятную окислительно-восстановительную среду для аэробных микроорганизмов. Аэротенки – это проточные резервуары для биологической очистки сточных вод, в которых поток насыщается кислородом для роста аэробных микроорганизмов, нейтрализующих загрязнители. Основная сложность заключается в необходимости контроля микродоз озона, чтобы они были безопасны для микроорганизмов. Для этого создано устройство, включающее озонатор, датчик окислительно-восстановительного потенциала и кислорода, а также блок управления, который позволяет определять концентрацию загрязнений на входе КОС в аэротенках и в очищенной воде, что позволяет регулировать оптимальный режим работы очистных сооружений. Аналогов изобретения в России нет.
«Настройка» наночастиц
Ученые из международного университета Сколтех выяснили, что каталитические свойства биметаллических наночастиц можно «настраивать», изменяя структуры частиц. Наибольший интерес сегодня представляют биметаллические core-shell частицы, в которых ядро и оболочка состоят из разных металлов. В отличие от core-shell частиц, структура обычных биметаллических наночастиц не упорядочена. Ученые исследовали, как изменение соотношения между ядром и оболочкой может менять электронные состояния на поверхности, так как эти изменения влияют на силу связывания между наночастицей и молекулой CO. Результаты показали, что можно изменить энергию адсорбции или, точнее, хемисорбции (химического связывания атомов и молекул газов с поверхностью кристалла или наночастицы) в два раза по отношению к чистому металлу посредством тонкой настройки соотношения между ядром и оболочкой наночастицы. Полученные фундаментальные закономерности будут использованы в дальнейшем для разработки моделей искусственного интеллекта, они позволят эффективно предсказывать адсорбционные и каталитические свойства биметаллических наночастиц в процессе высокопроизводительного скрининга новых материалов с заданными свойствами.
Математическое моделирование для повышения добычи высоковязкой нефти
Исследователи из ТюмГУ разработали математическую модель пароциклического воздействия на высоковязкую нефть, которая позволит более эффективно использовать тепловую энергию, закачанную в пласт, и увеличит объем добываемой нефти без дополнительных затрат. Особенность добычи высоковязкой нефти – более медленное вытекание нефти из пласта. Это вызывает необходимость применения специальных технологий, таких как закачка пара. Пар, нагревая нефть, снижает ее вязкость и повышает текучесть. Процесс пароциклического воздействия осуществляется в несколько этапов: сначала пар закачивается через скважину в нефтяной пласт, затем скважина закрывается, пока пар не конденсируется в пласте, после чего скважина снова открывается для добычи нефти. Эффективность каждого этапа технологии напрямую зависит от его длительности.
Ученые разработали специальную математическую модель, позволяющую определить оптимальное время, необходимое для каждого этапа пароциклического воздействия на пласт с высоковязкой нефтью. По расчетам исследователей, использование оптимальных технологических параметров позволяет увеличить добычу нефти примерно на 10 % за цикл, не влияя на затраты.
Водородный двигатель для экстремальных условий
Ученые из Института нефти и газа Сибирского федерального университета создали двигатель на водороде, предназначенный для использования в арктических условиях.
Первоначально двигатель был сконструирован для электромобилей и представлял собой трехкилограммовый водородный бак, подающий водород в топливный элемент, где при взаимодействии с атмосферным кислородом происходило образование электроэнергии. Такая конструкция увеличивала запас хода электромобиля с 400 км до 1 тыс. км. Для использования в условиях Арктики в конструкцию двигателя в состав катализаторов и системы охлаждения и подогрева топливного элемента были внесены изменения. Специальный состав обработки металла водородного двигателя позволяет ему функционировать эффективно в условиях северных широт. Одним из преимуществ водородного двигателя для использования в арктических условиях является возможность производства водорода из попутного газа, который образуется при нефтедобыче. Этот тип топлива более экологичен и позволяет генерировать электроэнергию непосредственно на месте использования.
