Учёные ТПУ разработали технологию улавливания до 98% CO₂ из дымовых выбросов
22.08.2026
Новости проекта
Учёные Томского политехнического университета разработали и экспериментально проверили технологию извлечения углекислого газа из дымовых выбросов с помощью газовых гидратов. В ходе испытаний эффективность улавливания CO₂ превысила 92%, а для газовых выбросов достигла 98,2%. Технология может стать альтернативой существующим методам улавливания углерода и упростить его дальнейшее использование или хранение.
Газовые гидраты — это кристаллические соединения, в которых молекулы воды образуют структуру, удерживающую внутри молекулы газа. Для улавливания CO₂ исследователи использовали воду, в которой при определённых условиях формируется гидратная решётка. Она преимущественно захватывает углекислый газ, позволяя отделить его от других компонентов дымовой смеси. После этого гидрат можно разложить, получив концентрированный CO₂.
В отличие от распространённых методов улавливания углерода, таких как криогенная дистилляция и химическая абсорбция, технология на основе гидратов не требует дорогостоящих реагентов. По оценкам авторов, энергозатраты на улавливание единицы массы CO₂ могут быть примерно вдвое ниже, чем у аналогичных технологий.
Для проверки метода учёные получили дымовые смеси при сжигании трёх видов топлива: угля, мазута и природного газа. Смеси подавали в реактор с водой, где формировались газовые гидраты. После удаления непрореагировавшего газа процедуру повторяли, чтобы увеличить количество газа, захваченного кристаллической структурой.
Эксперименты показали, что эффективность улавливания CO₂ составила 92% для угольных выбросов, 92,7% — для мазутных и 98,2% — для выбросов от сжигания природного газа.
Исследователи также определили содержание углекислого газа в полученных гидратах. Его доля составила 92,2% для угля, 92,6% для мазута и 95,6% для природного газа. Гидраты, сформированные из выбросов угля и мазута, требовали дополнительной очистки из-за присутствия соединений серы. В случае природного газа процесс оказался эффективнее благодаря отсутствию оксида серы в исходной смеси.
На основе экспериментальных данных учёные разработали математические модели, позволяющие рассчитывать состав газовой смеси, объём реактора, количество подаваемых дымовых газов и температуру процесса. Модели также помогают прогнозировать продолжительность разделения CO₂, что необходимо для дальнейшего масштабирования технологии и её адаптации к промышленным условиям.
В исследовании участвовали специалисты Инженерной школы энергетики и Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ. Работа поддержана программой Минобрнауки России «Приоритет-2030» и опубликована в журнале Journal of Environmental Chemical Engineering.