Математический vs эмпирический: новые методы от ученых СПбГУ
Химики Санкт-Петербургского государственного университета применили методы работы с большими данными для предсказания фотокаталитических свойств нанолистов оксида цинка. Ученые разработали модель для предсказания эффективности разложения красителей, с помощью которой можно узнать степень эффективности фотокатализатора без проведения эксперимента. Исследование позволит решить вопрос безотходной утилизации красителей. В качестве материала, способного разлагать органические красители под действием света, исследователи СПбГУ использовали нанолисты оксида цинка. Наноразмерные частицы обладают большей площадью поверхности по сравнению с привычным «бруском» какого-либо материала, поэтому разложение красителя происходит быстрее и эффективнее. Именно переход в наномасштаб открывает уникальные свойства многих веществ, в том числе за счет дефектов структуры.
Новые методы в борьбе с осложнениями от отложений
Добыча нефти часто осложняется образованием парафиновых отложений на стенках скважины, что влечет за собой выход из строя промыслового оборудования. Ученые Пермского Политеха предложили использовать методику повышения эффективности применения ингибиторов. Во время эксперимента на лабораторной установке «Холодный палец» ученые использовали ингибирующие составы различных производителей. Аппарат состоит из охлаждаемого стального стержня, соединенного с термостатом и колбой с исследуемой нефтью, помещенной в водяную баню. В ходе эксперимента определялась интенсивность осаждения парафина на охлажденном стержне, погруженном в нефть. Исследование показало, что на эффективность добычи нефти влияет не только правильный выбор марки и дозировки ингибитора, но и способ его подачи и, что самое главное, температура. Дозирование ингибитора на месторождениях с низкой пластовой температурой должно осуществляться исключительно на вход погружного насоса для достижения наибольшей эффективности предотвращения образования парафиновых отложений.
Плазменная установка для реактора ИТЭР
Специалисты Национального исследовательского университета МЭИ запустили плазменную установку ПЛМ для испытания материалов термоядерного реактора и отработки технологий плазменного двигателя. Плазменный линейный мультикасп (ПЛМ) – это магнитная ловушка для создания и нагрева плазмы. Замагниченная плазма используется для испытаний компонентов камеры международного токамака-реактора ИТЭР, в строительстве которого участвует Россия. Сейчас в НИУ МЭИ проводятся экспериментальные исследования и испытания не только в плазменной установке, но и разработки и испытания эффективных методов охлаждения внутрикамерных компонентов будущего токамака-реактора. Это связано с высокой плазменно-тепловой нагрузкой, которая будет оказывать воздействие на стенки камеры при длительной эксплуатации.
Стенд для проектирования электромобилей
При разработке автомобилей на водородном топливе возникает вопрос о проведении безопасных испытаний. Ученые из Пермского Политеха разработали схему испытательного стенда для электромобиля на водородных топливных элементах.
Надежность проведения испытаний энергосиловых установок на основе водородных топливных элементов напрямую зависит от количества заправленного в бак водорода, который не должен вступать в контакт с кислородом. Поэтому важно обеспечить герметичность систем хранения, транспортировки и подготовки водорода во время тестирования. Ученые разработали схему испытательного стенда для энергосиловой установки мощностью до 150 кВт. Схема позволит смоделировать и протестировать энергосиловую установку, предотвращая возникновение опасных ситуаций, связанных с использованием водорода в автомобильном транспорте.
ИИ построит объекты в Арктике
В Университете ИТМО разработано решение, позволяющее проектировать промышленную и портовую инфраструктуру для Арктической зоны с использованием технологий искусственного интеллекта. ПО ИИ-проектировщик для создания цифровых моделей промышленных территорий разработано специалистами лаборатории «Интеллектуальные технологии городского планирования» исследовательского центра «Сильный ИИ в промышленности» ИТМО. Ученые обучили искусственный интеллект проектировать промышленные объекты и портовые сооружения в Арктической зоне, включая шельф. Он позволяет за несколько минут создать подробный план будущего объекта, который учитывает строительные нормы, особенности местности и климатические условия. В основе разработки – технологии генеративного дизайна пространств, которые автоматически строят цифровую модель промышленной территории. ИИ обучен на объектах успешных проектов, нормативной документации и инженерном программном обеспечении. Для создания плана участка достаточно выделить на карте область с площадью от 10 до 100 га, указать точки подключения к имеющимся транспортным коммуникациям и желаемые показатели, данные о климатических условиях – ветре, волнении моря, ледовых характеристиках, опасных гидрометеорологических явлениях – автоматически импортируются из 3D-модели атмосферы-льда-океана-грунта с учетом потенциального изменения климата. В итоге пользователь получает интерактивную 3D-сцену, может выбрать любое здание, узнать его тип, назначение и параметры.
Новая технология синтез-газа для водородной энергетики
Ученые Центра компетенций Национальной технологической инициативы «Водород как основа низкоуглеродной экономики» на базе Института катализа СО РАН разработали катализаторы, которые позволяют снизить энергозатраты при получении синтез-газа – перспективного водородсодержащего сырья. Благодаря разработке синтез-газ сможет иметь более однородный состав, топливные элементы будут стабильнее вырабатывать электроэнергию. Структурированный теплопроводный катализатор на основе фехралевой сетки и платины показал высокую устойчивость, активность в реакции получения синтез-газа. Разработанный катализатор обеспечивает оптимальное распределение тепла в реакторе, за счет чего в состав синтез-газа будет включено минимальное количество побочных нежелательных продуктов. При автотермическом риформинге в начале реакционной зоны происходит выделение тепла, а в конце – охлаждение, теплопроводный катализатор позволяет перенести тепло, которое генерируется в ходе реакции, из начала в конец, благодаря этому эффективность проведения реакции улучшается, плюс удается избегать локальных перегревов и захолаживания, за счет чего процесс проходит стабильнее.
