Учёные Физико-технического института имени А. Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербургского государственного технологического института и СПбГЭТУ «ЛЭТИ» разработали отечественный катализатор для водородных заправочных станций нового типа. Материал предназначен для процесса паровой конверсии метана и позволяет производить водород непосредственно на месте его использования — без зависимости от централизованных поставок.
Проект реализуется совместно с компанией «Инзарус», которая специализируется на разработке мобильных и стационарных водородных заправочных станций. По словам руководителя проекта, доцента СПбГЭТУ «ЛЭТИ» и заведующего лабораторией материалов и процессов водородной энергетики ФТИ имени Иоффе РАН Вадима Попкова, катализатор создан на основе алюмокальцийоксидного носителя с никелем в роли активного компонента.
«В отличие от традиционных больших цилиндрических гранул с каналами, катализатор формуется в виде компактных черенков, устойчивых к разрушению при загрузке и эксплуатации, термическому спеканию и дезактивации. Такой подход позволяет эффективно использовать катализатор именно в малотоннажных заправочных станциях», — уточнил Попков.
Производство водорода на месте использования
Сегодня в промышленности преобладают крупнотоннажные централизованные установки производства водорода, требующие сложной инфраструктуры и значительных капитальных затрат. Для России с её протяжённой территорией более рациональным является производство водорода непосредственно на месте его потребления — в том числе в составе заправочных станций. Ключевым элементом таких станций становится реактор, в котором природный газ преобразуется в водород в ходе каталитического процесса паровой конверсии метана.
Испытания показали, что разработанный материал обладает высокой каталитической активностью и сохраняет стабильность на протяжении длительных циклов работы. Катализатор демонстрирует повышенную устойчивость к примесям, содержащимся в природном газе, которые в реальных условиях эксплуатации часто приводят к быстрой дезактивации промышленных материалов. По ряду параметров он превосходит известные отечественные и зарубежные коммерческие аналоги, применяемые на крупнотоннажных установках, несмотря на принципиально иные условия эксплуатации.
Промышленная кооперация и планы на будущее
Работа ведётся в тесной связке с проектированием и разработкой объектов распределённой водородной заправочной инфраструктуры. Мобильные и стационарные станции создаются совместно с компанией «Инзарус», параллельно осуществляется промышленная кооперация с компанией «ПЭТ».
В перспективе разработка позволит развивать отечественную водородную заправочную инфраструктуру вдоль автотрасс, в промышленных зонах и логистических центрах — без зависимости от импорта и с учётом российских условий, задач и приоритетов. В ближайших планах — сборка опытно-промышленной установки для масштабирования технологии получения водорода из природного газа и испытания катализатора в условиях, максимально приближённых к реальной эксплуатации.
Работа выполнена в рамках проекта, поддержанного Фондом содействия инновациям по программе «Старт-1», и реализуется в контексте Десятилетия науки и технологий в России, направленного на развитие прикладных исследований и подготовку научно-технологических решений для реального сектора экономики.