В Екатеринбурге недавно побывал профессор Панайотис Циакарас из Университета Фессалии (Волос, Греция), выигравший вместе с Институтом высокотемпературной электрохимии Уральского отделения РАН мегагрант Правительства РФ в номинации “Энергетика и рациональное природопользование”. С греческим ученым уральские электрохимики сотрудничают давно, в свое время они вместе работали по гранту ИНТАС, у них вышло более 40 совместных публикаций.
Международный коллектив продолжит разработку твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ). В этом направлении сотрудники лаборатории ТОТЭ, которой заведует кандидат химических наук Анатолий Демин, работают уже несколько десятилетий. В конце минувшего года в институте показали, как функционирует автономная энергоустановка на базе ТОТЭ мощностью 1,5 кВт и КПД 40% — первая в России с такими параметрами. Электрохимический генератор был изготовлен по заказу ООО “Газпром трансгаз Екатеринбург” в ООО “ЗЭП” и ЗАО “УралИнтех” при научном сопровождении ИВТЭ.
Генератор такой мощности с накопительной системой способен обеспечить электроэнергией коттедж: накопитель позволяет компенсировать пиковые нагрузки. Правда, пока эти энергоустановки очень дороги, и частные лица вряд ли смогут приобретать их в массовом порядке. В ближайшее время основным потребителем продукции может стать “Газпром”, которому она необходима для станций катодной защиты магистральных газопроводов.
Как известно, одно из главных преимуществ электрохимических устройств по сравнению с традиционными источниками тока — высокий КПД, поскольку в них энергия топлива напрямую превращается в электрическую. Самые эффективные на сегодняшний день топливные элементы — твердооксидные. Так, КПД термоэлектрических генераторов мощностью 150 Вт, которые сейчас используются в “Газпроме” для катодной защиты труб от коррозии, — 2%, дизельного генератора мощностью 1-2 кВт — 10-15%. А КПД генератора на ТОТЭ мощностью 100 Вт составляет 25%, мощностью 1 кВт — не менее 40%! Исходным топливом для энергоустановок на ТОТЭ могут служить метан, бутан, пропан, бензин, дизельное топливо, уголь, спирты, а также древесина, торф, стружка, отходы сельхозпроизводства. И еще одно их преимущество — они достаточно экологически чистые.
Программа пребывания профессора Циакараса в Екатеринбурге была очень насыщенной: знакомство с институтом и новыми коллегами, лекция для сотрудников ИВТЭ, решение организационных вопросов и обсуждение планов совместных исследований. И все же он нашел время, чтобы пообщаться с корреспондентом “Поиска”.
— Уважаемый профессор, какие задачи вы будете решать в рамках совместного проекта?
— Вместе с сотрудниками лаборатории твердооксидных топливных элементов во главе с Анатолием Деминым мы продолжим разработку твердооксидных электрохимических ячеек с несущим и тонкослойным протонным электролитом. На выходе нам нужно получить ответ на вопрос, для каких химических устройств подходят протонные электролиты. Дело в том, что у этих электролитов есть определенные особенности, делающие их не вполне универсальными, в отличие, например, от циркониевого электролита, который может применяться и в электролизерах, и в топливных элементах, и в сенсорах, и в кислородных насосах.
Но у протонного электролита есть очень существенное преимущество: КПД топливного элемента на его основе на 15-20% выше, чем у ТОТЭ с кислород-ионным электролитом. Поэтому нужно научиться, меняя состав электролита и подбирая температурные условия, минимизировать его нежелательные особенности. Материаловедческие исследования — задача первого года реализации проекта. В течение второго года мы будем разрабатывать лабораторную технологию изготовления электрохимических ячеек на протонных электролитах, а на третий должны создать прототипы топливных элементов, электролизеров и сенсоров, на которых будем проверять работоспособность наших электролитов.
— Есть ли у вас “разделение труда” с уральскими электрохимиками?
— Я занимаюсь в основном материаловедческими проблемами, а также исследованием процессов, происходящих в топливном элементе, поиском катализаторов, с помощью которых эти процессы можно оптимизировать. У нас в университете есть качественное оборудование для анализа газовых смесей, которые используются в химическом реакторе, благодаря чему мы можем с большой точностью определять характеристики газовых потоков. Но в целом топливный элемент мы не изготавливаем. Зато это делают наши уральские партнеры.
Еще отмечу, что разработка альтернативных источников энергии — очень актуальное направление для Фессалии: с одной стороны, мы испытываем энергетический дефицит, а с другой — у нас много отходов сельскохозяйственного производства, которые могут служить сырьем для электрохимических генераторов.
— В Институте высокотемпературной электрохимии вы впервые. Как вы считаете, достаточно ли хорошо ИВТЭ оснащен оборудованием для выполнения проекта?
— Долгие годы нашего сотрудничества я наблюдал только результаты российских коллег, но не видел оборудования, на котором они получены. Результаты, надо сказать, впечатляющие — они отражены в наших совместных публикациях. Что касается техники, то для нового проекта хорошо бы кое-что приобрести, но в целом и на имеющемся оборудовании можно работать.
Чего, на мой взгляд, не хватает российской науке — так это открытости, взаимодействия с мировым научным сообществом. Одна из моих целей в рамках проекта — наладить контакты уральских ученых с коллегами из европейских научных центров, с которыми я давно сотрудничаю.
— В России фундаментальная наука традиционно сосредоточена в основном в академических институтах. А в Греции, как и в других странах Европы, она сконцентрирована в университетах?
— Я бы не стал противопоставлять Россию и Европу. Это политики нас разделяют. В конце концов, Россия — это часть Европы.
У нас в Греции наука развивается как в университетах, так и в исследовательских институтах. В университетах, естественно, больше творческой свободы, и ученые занимаются в основном фундаментальными вопросами. В исследовательских институтах представлены как прикладные, так и фундаментальные разработки, примерно 50 на 50.
— Расскажите немного об Университете Фессалии. Это ведь довольно молодой вуз?
— Да, он был основан в 1984 году, но уже занимает одно из лидирующих мест среди университетов страны. У нас большое разнообразие специальностей: от медицины, ветеринарии и биотехнологий до антропологии и архитектуры. Интересная особенность университета заключается в том, что по 5-6 факультетов расположено в четырех городах Фессалии — в Волосе, Ларисе, Кардице и Трикале, между которыми примерно равное расстояние — около 60 км. Так как города небольшие, все университетские здания — в пределах шаговой или велосипедной доступности. Инженерно-механический факультет расположен в Волосе на берегу Эгейского моря. Главная достопримечательность этих мест — горный хребет Пелион, где, согласно древнегреческой мифологии, обитали кентавры и разворачивались многие мифологические сюжеты. Кстати, кентавр изображен на эмблеме нашего университета.
— Вы не только заведуете кафедрой и лабораторией, но и возглавляете инженерно-механический факультет. Сколько же длится ваш рабочий день?
— Я читаю несколько лекционных курсов: это химия для инженеров, современные системы преобразования энергии, разработка химических реакторов и технологии электрохимических процессов. Иногда приходится проводить в университете по 15 часов в день, но мне нравится работать со студентами.
— Ученым в Греции быть легко?
— Ученому повсюду нелегко — и в России, и в Греции. Везде приходится думать о деньгах. Мы сейчас неплохо обеспечены оборудованием, но есть другие ограничения. Например, средства от большинства грантов можно использовать только на закупку приборов и на командировочные расходы, но не на зарплату.
Хотя и у нас бывали времена, когда мы были вынуждены покупать реактивы за свой счет, ведь Греция тяжело переживала мировой экономический кризис. Сейчас постепенно жизнь налаживается, и уже виден свет в конце туннеля.
Что касается вашей ситуации, я могу взглянуть на нее со стороны. Я бывал в России в начале 2000-х. По сравнению с тем, что творилось с наукой тогда, сегодняшнее положение кажется вполне удовлетворительным.
А вообще я считаю, если вы по-настоящему чем-то увлечены, значит, будет легко. Если у вас страсть к научным исследованиям, вам будет легко этим заниматься. Ученые в Греции — не самые богатые люди, однако если бы мне снова пришлось выбирать профессию, я пошел бы в науку.
После окончания Мессинского университета я получил диплом инженера-химика. Устроился бы в коммерческую фирму, зарабатывал бы в три-четыре раза больше, чем сейчас. Но я хотел заниматься фундаментальными разработками, а не чисто прикладными. Поступало мне и предложение поработать в Дубае, где доходы ученых несравнимо выше. Но там совершенно иная культурная среда, иная атмосфера, чем в Греции или здесь, в России. Не уверен, что чувствовал бы себя там вполне комфортно, было бы труднее найти единомышленников и друзей.
— Для вас это важно?
— Я убежден, что многое в научном мире базируется на личных связях. У меня немало друзей в научных центрах Италии, Голландии, Бельгии, где я работал в разные годы, со всеми поддерживаю контакты. С Анатолием Деминым мы знаем друг друга уже 25 лет, четверть века — это ведь целая жизнь. Познакомились еще в начале 1990-х в Италии, потом встречались на конференциях, выиграли грант ИНТАС по разработке ТОТЭ на биоэтаноле. И Анатолий, и сотрудники его лаборатории много раз бывали в Университете Фессалии. Даже в отсутствие финансирования мы находили возможности для сотрудничества, а теперь наши научные контакты подкреплены солидным грантом.
Справка
Грек Панайотис Циакарас в 1987 году окончил факультет промышленной химии и магистратуру Университета Мессины на Сицилии (Италия), в 1992-м получил докторскую степень в Университете Патры (Греция), в 1995-м возглавил кафедру катализа, электрокатализа и разработки топливных элементов на инженерно-механическом факультете Университета Фессалии. Там же по его инициативе была создана лаборатория альтернативных источников преобразования энергии, которой Циакарас заведует по сей день.
Беседовала
Елена ПОНИЗОВКИНА
Фото Сергея Новикова
Нет комментариев