Ученые обезвредили нефтепродукты в Арктике
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина разработали метод обезвреживания нефтесодержащих отходов в Арктической зоне. Особенности метода в том, что он позволяет организовать переработку поблизости от месторождений без высоких энергозатрат и безопасен для природы и человека. Технология предполагает использование пероксида кальция, который выделяет свободный кислород для бактерий-нефтедеструкторов, окисляющих нефтепродукты. При этом обработка проводится в геотубах, которые можно безопасно размещать под открытым небом в герметичном исполнении, или использовать полупроницаемые мембранные материалы для геотуб на обустроенных площадках, что позволяет регулировать содержание воды в отходах. Оптимальная доза пероксида кальция определялась с помощью математической модели, прогнозирующей эффективность метода в различных условиях. Это помогло установить дозировки, обезвреживающие 80–93 % загрязнений. Технология готова к опытно-промышленным испытаниям. Организация переработки в геоконтейнерах окупит капитальные вложения в течение двух лет.
Водород из мочевины
Ученые разработали новый катализатор на основе никеля для производства экологичного водородного топлива. Новый материал представляет собой никелевые нанопровода, заключенные в углеродные нанотрубки с предварительной обработкой азотной плазмой. Уникальность метода заключается в применении однослойных углеродных нанотрубок для защиты никелевого катализатора. Такой подход ранее не использовался в контексте реакции окисления мочевины. Традиционные катализаторы на основе благородных металлов демонстрируют недостаточную эффективность в этой реакции. Никель показывает лучшие результаты, но требует защиты от разрушения в агрессивной среде. Обработка нанотрубок азотной плазмой создает структурные дефекты, которые выполняют двоякую функцию: обеспечивают проникновение никеля внутрь, служат активными центрами катализа. Каталитическая активность нового материала в расчете на единицу массы превзошла традиционные формы никеля. Особое внимание исследователи уделяют показателям долговечности катализатора. После 1 тыс. рабочих циклов зафиксировано снижение активности менее чем на 2 %, что делает разработку перспективной для создания экономичных систем генерации водорода.
Наноэмульсия для увеличения нефтедобычи
Специалисты Сибирского федерального университета представили состав на основе воды и нефти, который повышает коэффициент извлечения углеводородов на месторождениях с трудноизвлекаемыми запасами. Применение новой наноэмульсии позволяет увеличить нефтеотдачу на 14 п.п. относительно стандартных технологий. В настоящее время на сибирских месторождениях этот показатель варьируется от 45 до 60 %. Основное новшество заключается в использовании именно наноэмульсии, а не отдельных наночастиц. Процесс изготовления состава включает смешивание воды с одним процентом нефти и последующую обработку смеси ультразвуком. Для придания эмульсии стабильности в нее добавляют специальные поверхностно-активные вещества. Разработчики отмечают экономическую эффективность технологии, поскольку для ее применения можно использовать воду и нефть с самого месторождения, необходимые эмульгаторы уже широко используются в промышленности, а производство можно организовывать непосредственно на промысле.
Терагерцовый излучатель
Национальный исследовательский центр Курчатовский институт совместно с Институтом общей физики им. А. Прохорова РАН разработали конструкцию фотопроводящих антенн для генерации терагерцового излучения. Исследователи предложили конструкцию, объединяющую семь антенн в единую систему. Новая архитектура фотопроводящих антенн позволяет значительно повысить эффективность генерации терагерцового излучения. Устройство занимает промежуточное положение между одиночной антенной и широкоапертурными излучателями большой площади. Хотя широкоапертурные излучатели генерируют более мощные импульсы, они значительно сложнее в топологии. Предложенное решение демонстрирует высокую эффективность при относительной простоте архитектуры. Фотопроводящие антенны представляют собой простые приборы для генерации излучения. Основным их недостатком ранее была низкая эффективность преобразования энергии лазерного излучения в терагерцовое. Большая часть энергии терялась в процессе преобразования. Разработка открывает новые возможности для создания компактных и эффективных источников терагерцового излучения.
Оперативная оценка проницаемости пород
Геологи Казанского федерального университета разработали метод для быстрого оценивания перспективности нефтегазоносных пород для добычи нефти и природного газа. Для предварительной оценки свойств пород-коллекторов, включая проницаемость, ученые использовали машинное обучение и данные рентгеновской микротомографии. Проницаемость – наиболее важное свойство коллектора. Она зависит от количества и связанности пор, а также от радиуса их горловин. Экспериментальные измерения требуют много времени. Новый метод позволяет проводить те же процессы быстрее. Архитектура Swin Transformer позволяет решать различные задачи, от классификации изображений до видеоанализа и сегментации объектов. По данным микротомографии физико-математическая модель формирует оценку локальной проницаемости на основе каждого изображения стека, которая затем используется для обучения алгоритма. Однако метод не может полноценно заменить длительные исследования, проводимые в лабораториях, цифровые снимки дают данные для предварительной оценки нефтегазоносных пород.
Цифровые двойники для оценки энергоэффективности зданий
Научный коллектив Национального исследовательского университета «МЭИ» разработал уникальный программный комплекс, позволяющий автоматически оценивать энергоэффективность зданий на этапе цифрового проектирования. Программа позволяет за считанные минуты провести расчет тепловых потерь здания, используя готовый файл в открытом формате IFC. Это значительно ускоряет процесс проектирования и помогает выявить слабые места в тепловой защите здания еще до начала строительства. Уникальность разработки заключается в специальном алгоритме обработки текстовых данных IFC-файлов, который не только корректно считывает свойства объектов, но и учитывает взаимосвязи между ними. Это позволяет точно учитывать влияние геометрии помещений, теплопроводности ограждающих конструкций и соседних объектов на общие теплопотери.
Разработка способна визуализировать результаты – программа строит 3D-модель по данным IFC, что наглядно демонстрирует, какие именно участки здания требуют дополнительной теплоизоляции.
