7 экодостижений российской науки в 2022 году
Как из борщевика сделали батарейку? Какое экологичное применение нашли использованным маскам? И как в России решают проблему утилизации отработавшего ядерного топлива? В День российской науки изучаем достижения отечественных учёных за 2022 год, которые могут внести вклад в решение экологических проблем.
Из борщевика сделали натрий-ионные батареи
Литий-ионные аккумуляторы используются сегодня не только в электронной технике, но и в электромобилях, поэтому спрос на литий растёт, а его запасы истощаются. В качестве альтернативы российские учёные из МГУ и Сколковского института науки и технологий (Сколтеха) предложили использовать в аккумуляторах натрий, так как он более распространен и доступен. Но это ещё не всё.
В анодах натрий-ионных аккумуляторов применяют твёрдый углерод. Изготовить его, по словам учёных, можно из любой биомассы. Исследователи поставили эксперимент с борщевиком Сосновского, и он оказался удачным: по эффективности анод из борщевика не уступил другим материалам, из которого его можно сделать.
Борщевик выбрали в качестве сырья неслучайно, ведь его много. По данным Сколтеха, к 2040-60 годам борщевик может захватить почти всю европейскую часть России. Он активно распространяется, вытесняет другие растения и разрушает экосистемы. Кроме того, при контакте с борщевиком в солнечные дни человек может получить ожог второй степени.
Борщевик — новая бумага
Другое применение вредному сорняку нашли специалисты Института проблем химической физики РАН. Они изучили свойства борщевика и в ходе эксперимента получили из высушенных стеблей белёную целлюлозу, которую предложили использовать для производства бумаги. Однако этот метод ещё не был исследован до конца — в частности, с точки зрения влияния на здоровье человека.
Использованными медицинскими масками укрепили дорожное покрытие
По данным комитета Госдумы по экологии, природным ресурсам и охране окружающей среды, в 2021 году в России ежедневно выбрасывали 12 млн одноразовых масок. Это одна из экологических проблем, которую принесла с собой пандемия COVID-19.
Исследователи считают, что пластиковые отходы можно эффективно использовать при строительстве дорог. А одноразовые маски как раз делают из полипропилена. Кроме того, он имеет химическое родство с битумом. Поэтому учёные из Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) предложили добавлять измельченные маски в асфальтовую смесь в качестве армирующего вещества. Эксперимент оказался удачным. Более того, выяснилось, что у такого асфальтобетона эксплуатационные свойства даже лучше, чем у обычного.
Ещё одно экологичное применение старых масок
А вот учёные из Национального исследовательского технологического университета МИСИС вместе с коллегами из Мексики и США превратили медицинскую маску в аккумулятор. Маску продезинфицировали, пропитали чернилами из графена и спрессовали — получился электрод. Затем два таких электрода с изолирующей прокладкой поместили в оболочку из блистера от таблеток и получили батарейку.
Из воздуха добыли питьевую воду
Учёные и инженеры из Института физической химии и электрохимии имени А. Н. Фрумкина РАН изобрели гидропанель. Это автономный генератор, с помощью которого можно получать питьевую воду из воздуха в любом месте планеты, где светит солнце, а относительная влажность воздуха превышает 5%. С 1 квадратного метра панели за сутки производится 4 литра воды.
Над гидропанелью работали в течение трех лет. В 2023 году команда планирует запустить рыночное производство, а в 2024 году — выйти на международный рынок. Исследователи считают, что такой генератор должен стать частью «умного» и экологичного дома, а ещё помочь людям решить проблему с доступом к питьевой воде. По данным Всемирного фонда дикой природы, к 2025 году с этой проблемой может столкнуться две трети населения планеты.
Во Владивостоке разработали «умную» съедобную упаковку для продуктов
По данным Минприроды, в среднем каждый россиянин выбрасывает около 88 кг еды в год. И зачастую это происходит потому, что мы не успеваем или забываем съесть её до истечения срока годности. А между тем, наши пищевые отходы — один из источников парниковых газов, так как на свалке из-за них образуется метан.
В передовой инженерной школе Дальневосточного федерального университета (ПИШ ДВФУ) придумали плёнку, которая не только может определить свежесть продуктов, но и продлить срок годности. В её составе — полисахариды и антоцианы, которые сигнализируют об изменениях активной кислотности среды продукта.
Эксперимент показал: если плёнка меняет цвет, рыба начала портиться. Также «умная» упаковка смогла продлить срок годности бисквита на сутки. И самое главное, что её можно съесть. По словам учёных, компоненты безвредны для человека.
Реактор на атомной электростанции заработал на переработанном топливе
Одна из экологических проблем ядерной энергетики — утилизация отработавшего топлива. По данным МАГАТЭ, с 1954-го по 2016 год было произведено около 390 тыс. т отработавшего топлива. И две трети от этого объёма до сих пор находится в специальных хранилищах.
По данным Всемирной ядерной ассоциации, Россия — лидер в разработке реакторов на быстрых нейтронах, которые могут работать на инновационном МОКС-топливе (от англ. MOX — Mixed-Oxide fuel). Оно состоит из оксидов плутония и обеднённого урана. Первый получают в результате переработки отработавшего ядерного топлива, а второй — из остатков производства обогащённого урана.
И в 2022 году на таком топливе полностью заработал один из реакторов четвёртого энергоблока на Белоярской АЭС. Это позволило замкнуть цикл использования ядерного топлива и стало крупным прорывом в российской науке.
Пока учёные трудятся над новыми экологичными открытиями в 2023 году, вы можете развивать полезные привычки вместе с нами.