Проект "Разработка новых каталитических мембранных реакторов"

В Кубанском государственном университете, на факультете химии и высоких технологий, завершается реализация проекта «Разработка новых каталитических мембранных реакторов для водородной энергетики, водоподготовки и «зеленой» химии путем физико-химической модификации объема и/или поверхности мембран» по Соглашению с Минобрнауки РФ от 20 декабря 2016 г. № 14.586.21.0053 (№ ЭБ 075-15-2019-1401) в рамках Федеральной Целевой Программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы»,  лот «Проведение исследований по приоритетным направлениям с участием научно-исследовательских организаций и университетов Франции» (уникальный идентификатор проекта RFMEFI58617X0030).

Объем финансирования 14 млн. 175 тыс. руб. на три года, начало проекта 01 января 2017 г., окончание 30 июня 2020 г.

Руководитель проекта – проф. В.В. Никоненко.

Проект выполняется на основе действующей российско-французской структуры – Международной Ассоциированной Лаборатории (МАЛ) «Ионообменные мембраны и процессы (ИОМП)». Основной французский исполнитель проекта – Европейский Институт Мембран (ЕИМ), Национальный Центр Научных Исследований (НЦНИ) Франции, Университет Монпелье, французский руководитель проекта – проф. Марк Кретэн (Marc Cretin). Вторым французским участником в проекте является Институт Химии и Материалов (ИХМ), НЦНИ Франции, Университет Париж-Восток.

Соисполнителем проекта является Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН), руководитель исследований – член-корр. РАН, проф. А.Б. Ярославцев.

Проект направлен на разработку научных основ технологии новых конкурентоспособных на мировом рынке мембран и мембранных реакторов на их основе для интенсификации и повышения селективности процессов мембранного катализа, используемых в водородной энергетике, водоподготовке и в зеленой химии.

Исследованы две эффективные комбинации каталитических мембранных процессов: реакции гидрирования/дегидрирования в сочетании с мембранным разделением водорода и реакции диссоциации воды/генерации ионов H+ и OH в сочетании с электродиализным опреснением или концентрированием растворов. В первом случае процесс используется для получения чистого водорода или водорода вместе с продуктами дегидрирования этанола, которые можно использовать для органического синтеза. Во втором случае - для получения чистой воды из природных и технических вод, в том числе сточных вод, а также для переработки растворов пищевой промышленности. Обе проблемы, безусловно, актуальны, так как направлены на решение важных проблем развития водородной энергетики и обеспечения населения и промышленности чистой водой. Кроме того, в последние годы электродиализ с монополярными и биполярными мембранами все шире используется в биохимической промышленности («зеленой») химии для производства ценных органических продуктов из биомассы - возобновляемого сырья.

Разработаны три новые экономически эффективные ионообменные мембраны, которые могут быть использованы в водоподготовке и в «зеленой» химии. В частности, ассиметричные биполярные мембраны доказывают свою эффективность в тех случаях, когда необходимо обессолить или сконцентрировать раствор и одновременно скорректировать значение его рН. Монополярные мембраны, полученные путем модификации поверхностного слоя, характеризуются высокой скоростью массопереноса и селективностью, их использование целесообразно в процессах водоподготовки и в пищевой промышленности, например, при деминерализации молочной сыворотки и вина.

При выполнении проекта опубликовано (или подано в печать) 14 статей, в том числе 8 в высокорейтинговых журналах Q1, поданы 4 заявки о выдаче патента на изобретения и полезные модели, защищены 6 кандидатских и одна докторская диссертации, результаты доложены на 14 международных конференциях и всероссийских конференциях с международным участием, а также представлены на VI ежегодной национальной выставке ВУЗПРОМЭКСПО-2019.

Представление результатов проекта «Разработка новых каталитических мембранных реакторов для водородной энергетики, водоподготовки и «зеленой» химии путем физико-химической модификации объема и/или поверхности мембран» (уникальный идентификатор проекта RFMEFI58617X0030) на VI ежегодной национальной выставке ВУЗПРОМЭКСПО-2019.