По прогнозам Всемирного банка, ресурсы чистой воды в Казахстане ежегодно скудеют и уже через восемь лет мы будем ощущать значительный их дефицит — до 15%, говорят эксперты. Качество воздуха, которым мы дышим, тоже ухудшается. Ученые Национальной Лаборатории Астана (NLA) при Nazarbayev University стремятся создать технологии, которые улучшат экологическую ситуацию в стране и мире. К примеру, они разработали эффективные фотокатализаторы, способные под воздействием света ускорять разложение загрязнителей в воде на безопасные элементы, пишет ИА NayzaKokshe.kz со ссылкой на Nazarbayev University.
“Преимущество наших фотокатализаторов в том, что они дешевые и легко синтезируются. Мы используем специальные материалы, их особые свойства позволяют превращать солнечный свет в химическую энергию, которая ускоряет разложение загрязнителей в воде на безопасные компоненты. Технология поможет обеспечить доступ к чистой питьевой воде и снизить уровень загрязнения в окружающей среде”, — рассказал ведущий научный сотрудник лаборатории систем накопления энергии NU NLA Батухан Татыкаев.
В исследованиях свойств фотокатализаторов, которые ускоряют расщепление, используются графит-подобный нитрид кремния (g-C3N4) и сульфиды металлов (MeS) в качестве полупроводников. Ученые применяют фотокатализ — процесс, при котором свет превращает вещества-катализаторы в ускорители химической реакции, также и для разложения воды на водород и кислород.
“Зеленый водород, как чистый и возобновляемый источник энергии, можно использовать в различных сферах, в производстве электроэнергии или топлива для транспортных средств, не создавая вредных выбросов. Создание эффективных фотокатализаторов для производства зеленого водорода с использованием солнечной энергии поможет снизить зависимость от нефтепродуктов и других источников энергии, что приведет к сокращению выбросов парниковых газов и улучшению качества воздуха”, — отметил молодой ученый.
Батухан Татыкаев, уроженец Туркестана, окончил докторантуру Казахского Национального Университета имени аль-Фараби и прошел годичную научную стажировку в Университете Лотарингии во Франции, заложившую основу для дальнейших его исследований и разработок в области наноструктурированных материалов и фотокатализа. Он рассказал об одном из прошлых экспериментов, вдохновивших его на продолжение исследований.
“Мы провели серию экспериментов, в которых использовали наши наноструктурированные фотокатализаторы для очистки воды из пруда в окрестностях университета. Мы оценивали удаление загрязняющих веществ и улучшение качества воды после обработки нашими материалами под воздействием солнечного света. Через несколько дней после начала экспериментов мы увидели, что вода в пруду стала прозрачнее, исчезли неприятные запахи, и животные, населяющие пруд, стали более активными. Этот проект запомнился мне особенно ярко, потому что он продемонстрировал практическое применение наших исследований и показал, как научные открытия могут влиять на реальную жизнь и окружающую среду”, — пояснил Батухан Татыкаев.
По словам ученого, в рамках проводимого исследования, он намерен заняться поиском промышленных партнеров для разработки коммерческих продуктов на основе его технологий. Ученый также планирует начать пилотные проекты для тестирования эффективности и устойчивости фотокатализаторов в реальных условиях.
“Фотокатализаторы могут быть интегрированы в промышленные установки для производства водорода, в различные системы энергоснабжения, такие как беспилотники или высокогорные лагеря, использоваться в системах по очистке воды в отдаленных сельских районах. В дальнейшем я хочу исследовать и другие перспективные материалы, и методы, а также потенциальные области применения моих фотокатализаторов, помимо очистки воды и производства водорода. Это может включать в себя применение фотокатализа в области фотохимии, синтеза органических соединений, а также в других процессах, требующих ультрачистую и экологически безопасную химическую среду”, — пояснил ученый.
Лаборатория систем накопления энергии, в которой трудится ученый, создана в Национальной лаборатории Астана при Nazarbayev University совсем недавно и перед ее учеными стоит задача создать экологически безопасные, эффективные и стабильные материалы, которые обеспечили бы устойчивое решение экологических проблем и содействовали бы развитию чистой энергетики в Казахстане.
