В Томске наладили опытное производство отечественных дуговых реакторов
В Томском политехническом университете (ТПУ) запустили опытное производство дуговых реакторов для исследований процессов синтеза тугоплавких материалов и переработки отходов. Методы работы, элементы конструкции и программное обеспечение реактора запатентованы.
Одна из уникальных особенностей дугового реактора ТПУ состоит в том, что он позволяет производить синтез неоксидной керамики с помощью дугового разряда в открытой воздушной среде, то есть без использования дополнительного специального вакуумного оборудования. Безвакуумный дуговой реактор — изобретение коллектива ученых Инженерной школы энергетики ТПУ.
«Мы занимаемся исследованиями в области синтеза порошков карбидов безвакуумными методами уже около семи лет. За это время коллектив проделал серьезную работу по созданию с нуля оригинальной методики и оборудования: от лабораторного стенда для внутреннего пользования до установки для тестирования возможностей синтеза новых или известных материалов, востребованной на рынке. Сегодня прямых аналогов в России и за рубежом этому научному прибору нет. Основные комплектующие системы — отечественного производства», — рассказал руководитель лаборатории перспективных материалов энергетической отрасли ТПУ Александр Пак.
Опытные дуговые реакторы ТПУ оснащены системами автоматизации, сбора данных и регистрации электрических параметров. Они работают на переменном токе и адаптированы под промышленную сеть энергоснабжения, просты в эксплуатации. В отличие от традиционных вакуумных дуговых реакторов, устройство ТПУ потребляет примерно в 10 раз меньше электроэнергии и дешевле прямых аналогов в 2-3 раза. Кроме того, реактор не требователен к чистоте исходного сырья. Эти особенности делают процесс получения широкого класса материалов быстрым, дешевым, простым и надежным.
С помощью реактора, изготовленного ТПУ, можно синтезировать важные для промышленности тугоплавкие соединения, например, карбиды и бориды переходных металлов, в том числе новые высокоэнтропийные карбиды. Они востребованы в качестве компонентов современных разрабатываемых катализаторов для технологий получения водорода, создания водородных топливных ячеек, и многого другого.
«Сегодня спрос на научное оборудование для создания новых материалов носит не только локальный и отраслевой характер, но также характеризуется и всероссийской значимостью. Это подтверждается запуском в России национального проекта «Новые материалы и химия», в котором обозначена задача по созданию нескольких сотен различных материалов для обеспечения технологического суверенитета и лидерства страны. И наша установка, позволяющая быстро и недорого тестировать гипотезы и отрабатывать режимы синтеза широкого класса материалов, отлично встраивается в эту повестку. Использовать разработанный реактор можно как для научных исследований, так и в образовании, и как мы надеемся, в дальнейшем в опытном и промышленном производстве материалов после соответствующих НИОКР, к которым мы приглашаем академических и промышленных партнеров», — добавил Александр Пак.
Первая установка уже передана заказчику в Севастопольский государственный университет. На очереди и в стадии обсуждения — еще три установки для других научных институтов и промышленных партнеров.