Исследователи из Томского политехнического университета разработали установки для производства искусственных газовых гидратов (горючего льда) и оборудование для изучения его свойств во время горения. По словам разработчиков, «печка» не имеет аналогов в мире.
Газовые гидраты — это кристаллические соединения газа и воды. Молекулы газа встраиваются в полости кристаллической решетки льда при определенной температуре и давлении, например на дне океана или под землей в районах многолетней мерзлоты. Внешне горючий лед напоминает скомканный снег, а если в составе есть метан или другие углеводородные газы, от искры или пламени они загораются — отсюда и название.
Залежи газовых гидратов, по некоторым оценкам, на два порядка превышают мировые запасы нефти. Внутри кристаллов газ занимает в сотни раз меньше места, это плюс при доставке и хранении. Также гидраты могут стать хранилищем лишнего CO2 — один объем гидрата может вместить и удержать до 170 объемов углекислого газа. Сегодня свойства газовых гидратов только начинают исследовать, а оборудования для этого не хватает.
В Томске спроектировали и создали несколько установок для изготовления искусственных гидратов метана, пропана, этана, изопропанола, углекислого газа и фреона. Один «морозильник» выращивает 100 граммов гидрата с концентрацией газа 13–26% за 2–3 суток. Другой намораживает на своих стенках 250–300 граммов горючего льда с концентрацией газа 9–10% за 30–40 минут. Чем выше концентрация газа, тем лед ценнее как топливо.
Внутри устройств поддерживают нужные условия. Например, гидрат метана получают при минус 10 градусах и давлении до 60 атмосфер.
В отдельном блоке можно исследовать процесс сжигания гидратов вместе с бензином, керосином, торфом и мазутом. Аппаратура регистрирует температуру, выбросы, длительность горения.
По мнению томских ученых, машины помогут выяснить, как эффективнее и экологичнее использовать гидраты в качестве топлива. В перспективе специалисты намерены создать мультигидраты из двух-трех газов с «запрограммированными» свойствами, например лед с углекислым газом, которым можно будет быстро тушить пожары.