Специалисты Центра технологии АНТ ведут научную разработку по производству водорода из вторичных водных ресурсов

Одним из главных направлений экологической политики Туркменистана станет работа над минимизацией негативного влияния изменения климата и промышленности на окружающую среду и здоровье человека, а также объема выбросов в окружающую среду.

В перспективе в широких масштабах планируется налаживание и внедрение возобновляемых источников энергии в нашей стране, в том числе солнечных батарей. В соответствии с Концепцией по освоению региона озера «Алтын асыр» на 2019-2025 годы, строящиеся в этом регионе современные села и объекты, будут обеспечены энергией за счет солнечной и ветровой электростанции.

Количество производимой электрической энергии позволяет удовлетворять спрос на электрическую энергию экономики страны и на экспорт. В связи с этим, на сегодняшний день в Туркменистане является важным развитие производителей водородной энергии и возможность ее переработки. Создание экологически чистых сооружений, производящих энергию на основе использования Солнечной и ветровой энергии является задачей направления по производству водородной энергии.

Воплощая в жизнь Зеленую энергетику в Туркменистане, специалисты Центра технологии Академии наук Туркменистана ведут научную разработку способов «добычи» дешевого альтернативного источника энергии, в частности, «зеленого» водорода. Под данным термином подразумевается экологически чистое топливо, с помощью которого в будущем можно заменить ископаемые источники электрической энергии. Объектом для проведения экспериментов станет акватория создаваемого озера «Алтын асыр». В данной работе будет использован уникальный биокатализатор. Путем сбора поверхностной воды из туркменского озера «Алтын асыр» и добавления в нее в установленной пропорции одноклеточных водорослей, через усиление процесса фотосинтеза под воздействием солнечных лучей в установке «Гелиобаржа» будет получена водородная энергия.

Известно, что в природе некоторые виды микроорганизмов и бактерий сине-зеленых микроводорослей под действием света энергично вырабатывают водород. Водоросли могут производить водород из морской воды, даже из сбросных вод озера «Алтын асыр».

Процесс биологического расщепления воды, сопровождающийся выделением водорода, осуществляется в замкнутом фото-биореакторе с одноклеточными зелеными водорослями. Данная технология образования биоводорода основана на адаптивном переключении фотометаболизма водорослей в ответ на неоптимальные условия среды. Другими словами, если водорослям не хватает кислорода и серы, то процессы фотосинтеза у них резко ослабевают. И начинается бурная выработка водорода.

Основной целью этого проекта является получение водорода на основе выращивания одноклеточных водорослей на установке «Гелиобаржа», с последующей переработкой на установке «Гелиобиоплата». В рамках данного проекта на озеро «Алтын асыр» была спущена экспериментальная установка «Гелиобаржа» для выращивания одноклеточных водорослей. Поверхностный слой воды озера толщиной 10-20 см был собран в необходимом количестве и залит в резервуар. Затем, данный резервуар был заполнен в необходимом соотношении одноклеточными водорослями. Так как поверхностный слой озера, пруда является лучшей средой обитания различных микроорганизмов и для интенсивного выращивания одноклеточных водорослей, в резервуар добавляются закваски для одноклеточных водорослей, экологические добавки и сапрофитные бактерии. За счет колебания воды, одноклеточные водоросли постоянно находятся в движении, благодаря чему интенсивность выращивания одноклеточных водорослей повышается. Ветряная установка, закрепленная на «Гелиобарже» осуществляет рециркуляцию движения воды, находящийся в резервуаре. Температура воды регулируется с помощью температуры акватории озера. А процесс фотосинтеза проходит за счет дневного солнечного света. После четырех дней опытно-испытательных исследований, с данного резервуара были получены образцы для лабораторного анализа и выявлен рост одноклеточных водорослей. Одноклеточные водоросли участвуют в очистке воды, находящейся в резервуаре установки «Гелиобаржа».

В результате проведенных в природной среде опытно-испытательных исследований гелиоустановок, разработанных на основе возобновляемых источников энергии, была обоснована возможность выращивания одноклеточных водных растений, и дальнейшее получение водорода на установке «Гелиобиоплата».

Специализированные канавы «Гелиобиоплаты» по всей длине сверху покрыты прозрачным полиэтиленовым покрытием. Канавы засыпаны природным гипсовым песком (крошка) для дальнейшего заполнения выращенными обогащенными одноклеточными водорослями. Между песком и прозрачным покрытием образуется воздушное пространство для накопления выделяемого водорода одноклеточными водорослями. Накопленный водород высасывают с помощью компрессорной установки на накопительный резервуар для высокого давления. После получения водорода, водная природно-гипсовая смесь (водные кальцинированные водоросли) используется для восстановления засоленных почв с последующим обогащением этих почв.

В долгосрочной перспективе, необходим переход на альтернативные источники энергии, так как одной из главных целей внедрения водородной энергетики является снижение выброса парниковых газов. Снизить уровень выбросов углерода в производственных отраслях можно за счет водорода, полученного с использованием низко-углеродных технологий. Такими источниками могут быть энергия ветра или солнечная энергия, позволяющие проводить электролиз воды. Для этого можно применять технологии улавливания и хранения углекислого газа, а также электролиза воды, в первую очередь с помощью энергии объектов гидро-ветряной и солнечной энергетики.

Максат Курбангельдыев

https://turkmenistan.gov.tm/ru/post/70350/specialisty-centra-tehnologii-ant-vedut-nauchnuyu-razrabotku-po-proizvodstvu-vodoroda-iz-vtorichnyh-vodnyh-resursov