В Перми участники программы «Сириус.Лето» успешно защитили несколько проектов от «Уралхима», который выступил индустриальным партнером программы. В рамках одной из задач школьникам нужно было предложить свои идеи по снижению углеродного следа при выпуске удобрений.
Командам нужно было проложить варианты, как повысить углеродную нейтральность производства. Ребята предложили сразу три идеи по использованию лишнего углекислого газа в качестве сырья для изготовления продуктов: формиата калия, сажи и сверхкритического флюида СО2. Исследовательские группы проработали техническую часть проектов и просчитали материальный баланс новых линий производства.
«Избыточные выбросы CO2 приводят к повышению средней температуры на планете, так как он является парниковым газом. Поэтому важно разрабатывать различные способы утилизации двуокиси углерода, учитывая возможности дальнейшего применения переработанного углекислого газа в различных сферах. Предприятие “Уралхим” попросило школьников предложить способы утилизации, переработки или применения углекислого газа для того, чтобы его поглощать, а не выпускать в атмосферу», – рассказывает один из наставников проекта Михаил Герасимов.
Первая проектная команда предложила использовать углекислый газ для производства декофеинизированного кофе. Декофеинизация проводится сверхкритическим диоксидом углерода (углекислым газом). С помощью него происходит экстракция – отделение кофеина от кофейных зерен. Вкусовые качества при этом сохраняются, а углекислый газ бесследно удаляется. При этом у данного способа двойная польза. Очищенный таким способом кофеин может использоваться фармкомпаниями, например, для производства обезболивающих препаратов. Кроме того, углекислый газ, который получается в результате экстракции, может применяться для карбонизации бетона, что увеличивает показатель прочности материала.
Вторая команда предложила производить из углекислого газа сажу, проведя реакцию разложения CO2 на исходные компоненты. Это вещество необходимо, например, при изготовлении очищающих фильтров или используется в качестве добавки в резинотехнических изделиях для повышения их износостойкости.
Третья команда предложила производить формиат калия из двуокиси углерода, который часто используется в органическом синтезе. Также из него можно произвести муравьиную кислоту, которая при каталитическом разложении дает водород, что перспективно для водородной энергетики.
«Я впервые включилась в проектную деятельности, и очень здорово, что сразу начала работать с такой актуальной задачей. Наверное, нет в мире человека, который хоть раз не задумывался об экологии и защите окружающей среды. Я получила возможность глубже погрузиться в эту сферу и поработать над очень важной задачей по переработке углекислого газа. Именно моя проектная группа изучала производство декофеинизированного кофе. Я очень люблю химию, и задание было созвучно моим компетенциям. Однако, на программе мы исследовали не только технологический процесс, но и многие другие аспекты. Например, экономику: просчитывали доходность такого производства для инвесторов, сроки окупаемости и так далее», – говорит десятиклассница лицея № 2 Перми Доминика Политова.
В компании «Уралхим» отметили, что школьники провели большую исследовательскую работу по данной проблематике.
«В рамках ESG-стратегии объединенная химическая компания “УРАЛХИМ” находится в постоянном поиске решений по повышению углеродной нейтральности производства минеральных удобрений. Получение из углекислого газа продуктов, востребованных на рынках пищевой и химической промышленности, является очень ресурсоемким и энергозатратным производством с большим количеством сложных технологических цепочек. Эти и многие другие факторы влияют на низкие объемы переработки этого газа как в Российской Федерации, так и в других странах. В связи с этим перед проектными группами была задача – разработать методы переработки углекислого газа, допустимые к реализации в филиале “ПМУ”, с чем участники достойно справились. Были разработаны методы преобразования CO2, подобрано соответствующее оборудование, рассчитаны материальные балансы, показатели экономической эффективности проекта и фонд оплаты труда рабочего персонала установок», – прокомментировал ведущий специалист по технологии отдела реконструкции и модернизации филиала «ПМУ» АО «ОХК «Уралхим» Михаил Треногин.
Всероссийская образовательная инициатива «Сириус.Лето: начни свой проект» реализуется с мая 2020 года. Школьники летом находят задачу для проектной работы и трудятся над ней в течение учебного года. Все проекты связаны с актуальными современными вопросами науки, технологий, бизнеса. На этой программе ребята работают под кураторством студентов-наставников.
