Специалисты Санкт-Петербургского государственного университета научились с помощью лазера полностью перерабатывать природный газ в водород и углеродные пленки.
Ученые разогрели природный газ короткими вспышками лазерного излучения. Каждая длилась несколько фемтосекунд — это почти в миллион миллиардов раз быстрее, чем мы моргаем. Под действием лазерного излучения газ превратился в плазму температурой в несколько тысяч градусов. Из-за этого начался процесс конверсии: молекулы природного газа распались на составляющие — атомы углерода (С) и водорода (H). Углерод при этом «осел» на стенках реактора в виде материала, из которого можно получить графеновые и алмазоподобные пленки. Такие используют в том числе в энергетике, например в солнечной.
Как показали эксперименты, варьируя режим и длительность излучения, можно добиться стопроцентной переработки газа — в реакторе не останется ничего, кроме водорода и углерода. Сейчас ученые улучшают работу установки и просчитывают экономическую эффективность метода. По словам исследователей, современные лазерные системы экономичны, при этом их энергия тратится только на нагрев газа, а не окружающего пространства и самого реактора — за счет этого затраты на производство углерода и водорода снижаются.
Исследования ведутся при финансовой поддержке Российского научного фонда и правительства Санкт-Петербурга (грант № 22-23-20038).