В новосибирском Доме ученых состоялось расширенное совместное заседание ученого совета ФИЦ «Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН» и Президиума СО РАН, приуроченное к двум юбилейным датам: 65-летию со дня основания ИК и 75-летию академика Валентина Николаевича Пармона.

Грамоту Новосибирской области за заслуги в развитии научной, научно-технической и инновационной деятельности вице-губернатор региона Ирина Викторовна Мануйлова вручила научному руководителю ФИЦ ИК СО РАН и председателю Сибирского отделения РАН академику Валентину Николаевичу Пармону.

«Это не просто выдающийся ученый, академик, который возглавляет СО РАН, но и человек, болеющий за состояние науки в Новосибирской области и Новосибирске – городе, который теперь часто называют научной столицей России», – охарактеризовала она ученого. Говоря об Институте катализа, И. Мануйлова подчеркнула: «Научных коллективов у нас много, все решают глобальные проблемы, но далеко не каждый берет на себя ответственность не только за свое направление, но и за такие масштабные, прорывные проекты, как источник синхротронного излучения СКИФ».

«Новосибирск известен всему миру как центр передовой науки, – констатировал мэр города Анатолий Евгеньевич Локоть, от лица муниципалитета также вручивший В. Н. Пармону почетную грамоту. – Сегодня очень важно, чтобы реализовалась программа развития Новосибирского научного центра „Академгородок 2.0”. Наука начинается с образования, а образование – со школьной парты, поэтому мы уделяем особое внимание качеству обучения, строительству и ремонту школ».

Глава города подчеркнул роль академика В. Пармона в развитии многостороннего российско-белорусского сотрудничества и анонсировал близящиеся Дни Минска в Новосибирске с участием высоких гостей.

«Сибирское отделение в настоящее время как раз готовит ряд дополнительных предложений, интересных и Беларуси, и России, и нашему региону, и Новосибирску», – откликнулся председатель СО РАН.

Академик-секретарь отделения химии и наук о материалах РАН академик Михаил Петрович Егоров поздравил Валентина Пармона с юбилеем: «75 лет – прекрасный возраст, который ассоциируется с мудростью и опытом, но оставляет перспективу новых открытий в будущем».

М. Егоров пожелал новосибирскому коллеге здоровья, долголетия и творческого вдохновения и пообещал поддержку во всех начинаниях.

В своем докладе академик Валентин Николаевич Пармон сделал экскурс в историю катализа, рассказал о том, как это направление зарождалось и развивалось в СО РАН.

«В современном обществе слово „катализатор” – очень популярное, подразумевающее нечто активирующее во всех смыслах: говорят о катализаторах прогресса, мнения, общественного течения, политических событий и так далее. Но на самом деле этот термин – чисто химическое понятие, которое ввел в оборот в 1836 году великий шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус, – пояснил Валентин Пармон. – Когда я рассказываю о катализе неспециалистам, я сравниваю катализатор с волшебной палочкой, прикоснувшись которой к исходному веществу можно получить заданный продукт».

Катализаторы и каталитические технологии в настоящее время являются структурообразующим базисом химической промышленности и смежных отраслей экономики России: они применяются в энергетике, металлургии, производстве химической продукции и жидких топлив (90 % всех производств), фармацевтике, пищевой промышленности.

«С помощью каталитических технологий в мире производят продукцию в объеме более одного триллиона долларов в год, в России – более чем на один триллион рублей, – подчеркнул ученый. – Причем стран, владеющих технологиями производства базовых катализаторов для нефтепереработки и иных подотраслей химического комплекса, меньше, чем тех, что способны создавать атомное оружие».

История Института катализа, по словам академика Пармона, является яркой демонстрацией государственного подхода к развитию науки и химической промышленности: решение о его создании в Сибирском отделении АН СССР было принято после Пленума ЦК КПСС по ускоренному развитию химической промышленности, который состоялся 7 мая 1958 года.

«Проблема выбора директора-организатора Института катализа оказалась сложной, – поясняет Валентин Пармон. – Многие академики считали, что руководить наукой более эффективно следует из Москвы. В итоге стать директором-организатором ИК согласился заведующий лабораторией технического катализа Физико-химического института им. Л. Я. Карпова Минхимпрома СССР Георгий Константинович Боресков, выдающийся ученый в области физической химии, катализа и химической инженерии».

Его соратниками в организации науки стали крупный специалист в области неорганической химии и технологии, технической химии и катализа член-корреспондент АН СССР / РАН Роман Алексеевич Буянов и крупнейший специалист в области химической технологии, кинетики и динамики каталитических реакций член-корреспондент АН СССР / РАН Михаил Гаврилович Слинько. Принципы работы и задачи Института катализа, как они виделись его организаторам в 1958 году, заключались в первую очередь в создании теории катализа, сочетающей физико-химическую истину с математической строгостью, и решении на ее основе промышленных задач. Единство теории и практики, фундаментальных и прикладных наук – этой концепции сибирская физико-химическая школа каталитиков придерживается и сейчас.

В настоящее время Федеральный исследовательский центр «Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН» является одним из крупнейших в России научно-исследовательских центров, связанных с важнейшими промышленными сферами: нефтепереработкой, химией, нефтехимией, энергетикой, экологией.

Заместитель директора ФИЦ ИК СО РАН по научной работе член-корреспондент РАН Александр Степанович Носков акцентировал, что нынешний объем потребления катализаторов в России составляет 60–70 тонн, и рассказал о проектах государственного значения, которые в разные годы выполнялись с ведущим участием Института катализа: «Разработка и промышленное освоение катализаторов и каталитических технологий для производства моторных топлив», «Разработка и создание технологической базы для структурной модернизации отечественного многотоннажного производства полиолефинов» и действующий в настоящее время проект «Создание экологически безопасных промышленных производств базовых высокотехнологических химических продуктов для автомобильной, строительной, медицинской и пищевой промышленности из углеводородного сырья на основе инновационных отечественных научных разработок (КНТП „Нефтехимический кластер”)».

Ученый подчеркнул, что сейчас очень важно как можно скорее разработать отечественные катализаторы взамен импортных, и в этом должна помочь комплексная научно-техническая программа «Катализаторы». Планируется, что объем выпускаемых катализаторов составит 18 миллиардов рублей за 2026–2028 годы, а стоимость высокотехнологичной продукции, произведенной с их помощью, превысит 2 триллиона рублей в год.

«Также мы намерены получить до 50 патентов, создать и передать на внедрение не менее 15 уже готовых технологий синтеза катализаторов и сопутствующих химических продуктов», – отметил Александр Носков.

Резюмируя, он подчеркнул, что механизм участия в выполнении крупных проектов государственного значения по разработке и организации производства отечественных катализаторов разработан в Институте катализа в период функционирования МНТК «Катализатор» и впоследствии был адаптирован для современных условий при выполнении проекта, касающегося моторных топлив. Созданные механизмы выстраивания исследовательских процессов позволили ИК сохранить лидерство в своей области.

«И сейчас Институт катализа имеет инфраструктурные возможности и кадровый потенциал для обеспечения в современных условиях импортонезависимости российского химического комплекса в области катализаторов», – заявил Александр Носков.

О применении каталитических технологий для водородной энергетики рассказал заместитель директора по научной работе ИК СО РАН доктор химических наук Олег Николаевич Мартьянов. Ученый отметил, что понятие «водородная энергетика» очень многогранно и включает в себя производство водорода, хранение, доставку и потребление.

«В каждом из этих направлений присутствуют катализаторы и каталитические технологии. Получение водородсодержащей смеси из углеводородного сырья считается базовым каталитическим процессом. Для хранения водорода используются циклы гидрирования и дегидрирования. Если говорить о криогенных технологиях, то здесь не обойтись без катализаторов глубокой очистки водорода от кислорода и орто-пара конверсии. Локальная энергетика подразумевает электрокатализаторы. Сами же водородные технологии могут применяться в атомной и солнечной энергетике за счет использования обратимых каталитических реакций для конверсии энергии и химических тепловых насосов», – пояснил специалист.

ИК СО РАН также возглавил Центр компетенции Национальной технологической инициативы «Водород как основа низкоуглеродной экономики». Целью работы сотрудники обозначили доведение уровня готовности технических решений до высоких показателей, чтобы привлечь промышленные предприятия, реализовать «единое окно» по водородным технологиям, консолидировать и сформировать инфраструктуру и научно-техническую базу для создания новых и существующих технологий. Сегодня в консорциум Центра НТИ входит 37 организаций, включающих 11 коммерческих компаний и 12 научных, а также 14 высших учебных заведений.

«Мы определяем широкий фронт работ ФИЦ ИК СО РАН в области водородной энергетики: катализаторы и процессы синтеза и разложения аммиака, разработку катализаторов и устройств получения синтез-газа для низкоэмиссионных газотурбинных установок, компактные системы хранения и генерации водорода, фотокаталитические процессы получения водорода с использованием возобновляемого сырья и другие приоритеты», – добавил О. Н. Мартьянов.

Ученый завершил словами: «Каталитические технологии, без которых немыслима вся современная нефтеперерабатывающая и химическая промышленность, нефте- и газохимия, фармацевтическая и пищевая промышленность, составляют основу водородных технологий».

О получении и свойствах сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), перерабатываемого твердофазным способом, рассказал руководитель группы каталитических процессов синтеза элементоорганических соединений ИК СО РАН доктор химических наук, профессор РАН Николай Юрьевич Адонин.

Его основное отличие от обычного полиэтилена, используемого в быту, заключается в очень высокой молекулярной массе (более одного миллиона граммов на моль). Благодаря этому СВМПЭ обладает рядом уникальных свойств: высокой прочностью, стойкостью к агрессивным средам, включая низкие температуры, биосовместимостью и так далее.

«Сегодня его используют для протезирования суставов, футировки (внутренней отделки) механических устройств, армирования (усиления надежности) полимерных изделий и, наконец, в качестве наполнителя в различных смесях», – рассказывает ученый.

Основы твердофазной технологии переработки реакторных порошков СВМПЭ впервые были изложены в 1988 году американскими учеными. Она сочетает в себе две особенности, используемые в порошковой металлургии: прессование и сдвиговую деформацию.

«Сначала реакторные порошки СВМПЭ прессуются (обрабатываются под давлением), – комментирует Николай Адонин, – монолитизируются (спекаются/склеиваются) и затем идет их ориентационная вытяжка (растяжение до нитеобразной формы). Но обычный полиэтилен, как выяснилось, для такого процесса малоэффективен. И здесь большую роль сыграли российские ученые. Александр Никифорович Озерин, к примеру, сформулировал требования к реакторным порошкам СВМПЭ, при которых можно получать волокна и нити с оптимальным соотношением модульности и прочности. Так, их насыпная плотность должна находиться в пределах 0,03–0,09 г/см³».

Исследования, связанные с изучением свойств и применением СВМПЭ в производстве, активно проводились и в Санкт-Петербургском филиале ИК СО РАН под руководством члена-корреспондента РАН Сергея Степановича Иванчева. Вместе с академиком Генрихом Александровичем Толстиковым он использовал гомогенный (однородный по составу) пост-металлоценовый катализатор (разновидность одноцентровых катализаторов) для получения реакторных порошков СВМПЭ с улучшенной морфологией.

На сегодняшний день объем производства СВМПЭ составляет около 300 тысяч тонн в год, а волокон и нитей из него – 20 тысяч т/год. При этом дефицит предложения на рынке оценивается в 60–80 тысяч т/год. Это означает, что потребность в материале существует, но производитель не в состоянии обеспечить им в достаточном количестве. Тем не менее ожидается, что к 2025 году объем его производства удвоится благодаря использованию в медицинских изделиях.

Директор Института катализа СО РАН академик Валерий Иванович Бухтияров рассказал про статус реализации проекта ЦКП «Сибирский кольцевой источник фотонов».

«Состоялся запуск части линака (линейного ускорителя), пучок электронов разогнан до 20 МэВ. На конец марта готовность оборудования по инжектору составляла более 90 %, по основному накопителю – приближается к 50 %. Всё идет более-менее по графику, однако с частью позиций возникли проблемы из-за санкций, поэтому будет сдвиг сроков»,– отметил ученый.

Изначально предполагалось, что Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН обеспечит собственными силами выполнение работ на уровне 85–90 % оборудования, остальные 10 % планировалось закупить. С марта прошлого года выполнение заказов даже по согласованным контрактам с западными компаниями было прекращено. ИЯФ СО РАН начал работать по трем направлениям: изменение логистических схем, поиск аналогов в дружественных или нейтральных странах и разработка собственными силами. В частности, в институте удалось наладить производство клистрона – устройства, которое формирует исходный пучок электронов. До последнего времени его делали только в двух местах: в компаниях Японии и США.

«Первый клистрон ИЯФ СО РАН изготовлен, опробован и готов к тому, чтобы дополнить работу линейного ускорителя, где пока стоит один японский клистрон, который мы успели купить до санкций», – сказал Валерий Иванович.

Заключены контракты на создание четырех из шести станций первой очереди. Завершено эскизное проектирование станций «Быстропротекающие процессы», «Диагностика в высокоэнергетическом рентгеновском диапазоне» и «Микрофокус» (последняя немного отстает, для нее только началась разработка конструкторской документации). Идет обсуждение и корректировка эскизного проекта, а также прорабатывается список партнеров для станции «Структурная диагностика». Ее интегратором выступит Институт сильноточной электроники СО РАН (Томск).

Хуже обстоит дело со станциями «XAFS-спектроскопия и магнитный дихроизм» и «Диагностика в высокоэнергетическом рентгеновском диапазоне». Их должны были изготовить за рубежом практически под ключ, но сотрудничество сорвалось из-за санкций.

«Чтобы выполнить постановление правительства о создании шести станций первой очереди, мы с ИЯФ СО РАН проработали создание станций упрощенного дизайна на поворотных магнитах с похожим функционалом. То есть XAFS-спектроскопия и мягкий рентген появятся, конечно, не в том качестве, какого хотелось бы, но они настолько востребованы, что точно будут использоваться, – рассказал Валерий Бухтияров. – Однако по станции „Электронная структура” наметился прогресс: мы всё-таки выходим на заключение контракта с ООО „Финпроматом” и некоторыми китайскими компаниями. Интегратором проекта выступит Томский политехнический университет».

В том, что касается строительства, возникли некоторые трудности, но они постепенно решаются, подписано допсоглашение с компанией «Титан-2» на весь объем работ со сроком окончания контракта до конца 2024 года.

«В настоящий момент мы предполагаем срок сдачи источника СИ с шестью исследовательскими станциями в декабре 2024 года. Для этого надо внести изменение в указ президента РФ от 25.07.2019 г., где до сих пор сроком изготовления источника СИ поколения 4+ стоит 31 декабря 2023 года»,– сообщил Валерий Бухтияров.

Источник: «Наука в Сибири».