Фундаментальные исследования в области катализа и гетерогенных химических реакций и перспективы их использования

На главную | Контакты | Карта сайта

| Система Грант-Экспресс

| Новости РФФИ
| Объявления
| Подписка на новости

| Общие сведения о РФФИ
| Кто есть кто в РФФИ
| Состав совета Фонда
| Адрес и телефон для справок

| Устав РФФИ
| Указы Президента
| Постановления и распоряжения Правительства

| Нормативные документы

| Решения совета Фонда

| Конкурсы РФФИ
| Региональные конкурсы
| Международные конкурсы
| Программы РФФИ
| Финансовое обеспечение проектов

| Вестник РФФИ
| Газета Поиск
| Публикации в СМИ
| Книги, изданные при поддержке РФФИ
| Информационный бюллетень РФФИ
| Издания РФФИ

| Использование результатов
| Контроль использования финансовых средств

| Международная деятельность
| Научные фонды
| Ведомства и академии
| Библиотеки и информационные центры
| Полезные ссылки

| Издательство Wiley
| Издательство «The American Mathematical Society»
| Издательство Elsevier
| Американское физическое общество (APS)
| Издательство IOP Publishing Limited
| Издательство The Royal Society of Chemistry
| Издательство Springer

| Введение
| 2009 год
| 2010 год
| 2011 год

| WIN-1251
| KOI8-R
| English

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ КАТАЛИЗА И ГЕТЕРОГЕННЫХ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

1. Введение

2. Структура грантов, поддерживаемых РФФИ в области катализа

3. Анализ результатов выполнения грантов РФФИ с точки зрения прикладных задач

3.1. Исследования механизма каталитических реакций

3.2. Развитие методов исследования каталитических реакций

3.3. Новые катализаторы и методы осуществления каталитических реакций

3.4. Протекание каталитических реакций под воздействием физико-химических факторов

3.5. Полимерные и углеродные материалы

3.6. Энергонасыщенные материалы и энергонапряженные процессы

4. Современное состояние и перспективные области развития фундаментальных исследований для решения проблем

4. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ОБЛАСТИ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ

В таблице приведена экспертная оценка уровня научных исследований по катализу в России (в соответствии с выделенными группами проектов) в сопоставлении с известным мировым научным уровнем. Предпринята также попытка сравнить уровень практической реализации результатов фундаментальных исследований в России и в мире.

Таблица
Экспертная оценка состояния фундаментальных исследований в области катализа и их технического применения

№ п.п. | Группа проектов | Соответствие уровней отечественных фундаментальных исследований и их технической реализации мировому уровню
Научный уровень | Техническая реализация
1. | Исследование механизма катализа | Соответствует | Отсутствует
2. | Методы исследования каталитических процессов | Соответствует | Уступает
3. | Новые катализаторы | Соответствует | Уступает
4. | Воздействие интенсивных факторов на каталитические реакции | Соответствует | Соответствует
5а. | Полимеры | Уступает | Уступает
5б. | Углеродные материалы | Превышает | Соответствует/Превышает
6. | Энергонасыщенные материалы и энергонапряженные процессы | Превышает | Соответствует/Превышает

В целом практически во всех выделенных группах фундаментальные научные исследования в России соответствуют общемировому уровню. Единственным, но очень болезненным исключением, являются, по-видимому, лишь катализаторы полимеризации и получаемые на их основе полимерные материалы. Эта область является одной из самых динамично развивающихся областей в промышленном катализе. (Заметим, что согласно официальным данным в последнее десятилетие на разработку нового поколения металлоценовых катализаторов полимеризации олефинов в США израсходовано 3 млрд. долларов, а в Западной Европе - 2,5 млрд. долларов). Исследования (в этой области) в СССР, а затем и в России в лучшем случае лишь соответствовали мировому уровню. Практически неизвестны пионерские работы, опережающие мировые исследования. Следует констатировать наличие в России существенного отставания и в такой специфической области полимеризации, как получение синтетических каучуков. Ранее в СССР, начиная с работ С.В. Лебедева, научные исследования в этой области и их практическая реализация находились на самом переднем крае мировой науки и техники. Свертывание исследований в этой области приведет к отставанию России в области производства каучуков не только специального назначения, но и массового использования.

В развитии научных основ методов исследования катализаторов и каталитических процессов, а также в создании новых катализаторов в целом, Россия находится на общемировом уровне, однако практическая реализация результатов этих работ значительно отстает. Это связано как со слаборазвитой элементной и приборной базой, не позволяющей реализовывать научные разработки (для проектов группы "Методы исследования"), так и с недостаточной востребованностью новых катализаторов в прикладных областях (проекты группы "Новые катализаторы").

Уровень проектов, объединенных в группу "Воздействие на каталитические реакции", и практическая реализация результатов этих проектов соответствуют общемировому уровню.

Особое положение занимают проекты групп "Углеродные материалы" и "Энергонасыщенные материалы и энергонапряженные процессы". Высокий уровень как исследований, так и прикладной реализации результатов исторически обусловлен высоким уровнем развития в СССР исследований оборонного назначения. В настоящее время в этой сфере Россия еще сохраняет высокий научно-технический уровень, однако объемы исследований в области углеродных материалов уже не соответствуют мировым тенденциям.

В завершении обзора авторы хотели бы обозначить направления фундаментальных и поисковых исследований в катализе, которые могут иметь большое практическое и научное значение, но, на наш взгляд, поддерживаются РФФИ явно недостаточно.
1. Каталитические методы прямого преобразования энергии разных типов, прежде всего химической энергии в электрическую в электрохимических генераторах - "топливных элементах". Такие методы являются одним из главных направлений повышения КПД устройств преобразования энергии. Исключение механической энергии при преобразовании энергии, в частности, в топливных элементах позволяет не только резко увеличить КПД, но и практически исключить шумовые эффекты преобразования . Технология топливных элементов является типичным примером технологии двойного назначения, так как появление компактных каталитических источников тока немедленно найдет применение не только в гражданской, но и в оборонной сферах деятельности.
2. Каталитические процессы при миллисекундных временах контакта позволят резко расширить область применения катализа, так как это приведет к уменьшению в 10-20 раз размеров каталитических реакторов. В дальнейшем это направление может революционным образом сказаться и на всей химической промышленности в целом.
3. Катализаторы для осуществления процессов в термодинамически выгодных условиях весьма перспективны для переработки различных токсичных отходов, так как это позволит исключить образование вторичных загрязнителей. Одновременно, разработка таких катализаторов может существенно упростить технологии производства ряда многотоннажных химических продуктов (метанол, аммиак и др.).
4. Разработка активных (каталитических) методов воздействия на внешние физические факторы позволит, прежде всего, создать системы защиты от интенсивных тепловых и/или других источников излучения. Кроме того, создание каталитических покрытий, на которых протекают эндотермические реакции, позволит обеспечить тепловую защиту авиационной техники.
5. Осуществление каталитических процессов в многофункциональных реакторах позволит создать эффективные регенерируемые системы защиты от химических токсикантов. Кроме того, совмещение в одном аппарате стадий химических (каталитических) превращений и стадий выделения (концентрирования) дает возможность существенного упрощения технологий производства химических веществ.
6. Особо следует отметить необходимость развития каталитической химии углерода. В результате развития этого направления могут быть созданы новые углеродные материалы, пригодные для электроники, для создания защитных , в том числе маскирующих, покрытий для авиации и многое другое.
7. Исследования по каталитическим микрореакторам в настоящее время полностью отсутствуют в отечественных научных исследованиях. Таким образом, закладывается отставание в области, имеющей большое значение для авиации, наземного и водного транспорта и др. Уже сейчас в мире созданы микрореакторы, пригодные для производства водорода из углеводородов. Стремительно идет нарастание объемов исследований в данном направлении в США, Германии, Франции.
8. Каталитические процессы в суб- и "сверхкритических" условиях позволяют не только перерабатывать высокотоксичные отходы, но и создать новые методы производства химических веществ.
9. В настоящее время необходимо увеличение объема исследований в области каталитической химии полимеров и синтетических эластомеров и каучуков, чтобы преодолеть намечающееся отставание в этой области. Области применения и спектр требований к синтетическим полимерам и каучукам крайне широки - термо-, радиационно-, морозо- и химически стойкие материалы находят широчайшее применение в транспорте, нефте(газо)добыче, авиации и др.

В представленном материале дан очень краткий анализ возможного использования результатов проектов РФФИ по катализу и гетерогенным химическим процессам в интересах промышленности. В целом, объемы потенциального прикладного использования результатов фундаментальных научных исследований в области катализа следует оценить как явно недостаточные. На наш взгляд, основными субъективными причинами этого (среди прочих причин, обусловленных нынешними экономическими факторами) являются следующие:

- недостаточная информированность потенциальных заказчиков о возможных прикладных аспектах фундаментальных научных исследований;
- отсутствие системы отбора и передачи результатов выполнения научных исследований потенциальным потребителям;
- отсутствие государственных приоритетов при формировании портфелей научных проектов.

Для преодоления данных недостатков целесообразным была бы систематическая подготовка и распространение среди потенциальных потребителей научной продукции научно-технических обзоров РФФИ, формируемых совместно экспертами РФФИ и представителями потребителей (федеральных министерств и ведомств, крупных компаний). Другим путем преодоления разобщенности могла бы стать организация регулярных семинаров РФФИ с участием адресно выбранных докладчиков - авторов проектов РФФИ и приглашаемых представителей промышленности.

Copyright © 1997-2007 РФФИ | Дизайн и программирование: Intra-Center