Наноматериалы и композиты: как нацпроект «Новые материалы и химия» помогает энергетическому сектору
Спецпроекты • Партнерский материал • 21 ноября 2025Наноматериалы и композиты: как нацпроект «Новые материалы и химия» помогает энергетическому секторуФото: 1. Getty, 2. GettyХимики вносят большой вклад в развитие энергетического сектора: использование катализаторов и сорбентов оптимизирует генерацию, передачу и хранение энергии, а применение наноматериалов и композитных решений повышает надежность и продолжительность работы энергетических установок. Рассказываем о трех последних открытиях российских ученых-химиков в энергетике и о том, какую пользу нацпроект принесет сектору. Независимая энергияНацпроект «Новые материалы и химия» приближает страну к технологическому суверенитету: он предусматривает формирование полного цикла отечественного производства продукции, которая необходима для энергетического сектора.Создание высокотемпературных и изоляционных материалов на основе композитов позволяет повысить энергетическую эффективность оборудования и снизить тепловые потери в энергетических установках, а освоение отечественного производства исходных компонентов для композитов — достичь технологической независимости от импортных материалов.Именно благодаря нацпроекту в России появляются новые виды полимеров и композитов. Какое применение они находят в энергетике? Например, на воздушных линиях электропередач устанавливаются композитные опоры. Именно современные композиционные материалы придают опорам этого типа нужные им свойства. По прочности они сопоставимы со стальными, а благодаря эластичности и гибкости стойки выдерживают большие ветровые и гололедные нагрузки.Срок службы таких опор — приблизительно 70 лет, и, как пишут исследователи, они не подвержены гниению и коррозии, воздействию птиц (особенно дятлов) и насекомых, обладают высокой огнестойкостью. Кроме того, изоляционные свойства материала позволяют применять новые решения по защите линий от грозовых перенапряжений, при этом эксплуатировать композитные опоры можно в суровых климатических условиях.Инновации в энергетическом сектореНацпроект «Новые материалы и химия» способствует внедрению инноваций в энергетическом секторе: речь идет о разработке новых высокоэффективных материалов для систем генерации энергии, создании материалов и химических компонентов для современных аккумуляторных систем, совершенствовании материалов и покрытий для высокотемпературных и модульных реакторов, применяемых в атомной энергетике.Все чаще химики и энергетики работают в связке: первые заинтересованы в том, чтобы обеспечить технологическое лидерство страны, вторые — в укреплении национальной энергетической безопасности. Инновационные материалы позволяют продлевать срок дорогостоящего оборудования: трубопроводов, резервуаров и теплообменников. Энергетическим компаниям нужны талантливые химики — без них нельзя представить себе развитие отрасли. Сделано в России: о каких открытиях российских ученых важно знать. 1. Создание новых высокоэффективных материалов: хранение водорода В сентябре этого года российские ученые сделали прорыв в водородной энергетике. Специалисты Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук и Центра водородной энергетики «Система» разработали уникальный материал для хранения водорода — об этом пишет Российская академия наук (РАН).Научная разработка основана на взаимодействии двух химических соединений: боргидрида магния и тетрааммиаката боргидрида цинка. При их соединении образуется особая смешанная структура, обладающая рядом важных свойств.Главное преимущество — материал позволяет снизить температуру начала выделения водорода, при этом сохраняя экзотермический характер реакции. Как отмечают в РАН, эта особенность важна для развития автономных и малогабаритных энергетических установок, использующих химические источники генерации водорода для топливных элементов. «Исследование представляет особый интерес в контексте развития мобильных и компактных энергетических систем, где важна высокая массовая и объемная плотность хранения водорода», — отмечают в РАН. 2. Новое «сердце» топливного элементаДругое открытие российских ученых — гибридный материал для создания протонообменных мембран. Международный коллектив исследователей из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, «Высшей школы экономики», университета имени Сунь Ятсена (Гуанчжоу, КНР) и Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого предложили способ повышения стабильности протонпроводящих мембран для топливного элемента. Это позволит продлить срок службы устройств, снизить себестоимость вырабатываемой энергии и таким образом приблизить переход к водородной энергетике. Об этом пишут в РАН.РАН объясняет: протонпроводящая мембрана (электролит) — «сердце» топливного элемента, она служит для разделения топлива и переноса протона от положительно заряженного электрода к отрицательно заряженному. Сдерживающий фактор использования топливных элементов— недостаточный срок их эксплуатации. Решением этого вопроса может стать повышение химической стабильности мембраны.Чтобы решить эту проблему, группа исследователей предложила метод обработки полимера фтором. «Мембраны, полученные из такого полимера, демонстрируют повышенную стабильность и сохраняют свои свойства в течение длительного времени. Наша разработка позволяет значительно увеличить ресурс топливных элементов, что снижает стоимость вырабатываемой энергии. Это важный шаг на пути к массовому внедрению водородных технологий», — отмечает Екатерина Юрьевна Сафронова, доктор химических наук, старший научный сотрудник лаборатории ионики функциональных материалов ИОНХ РАН.3. Композитное направление В этом году специалисты «МИРЭА — Российского технологического университета» раскрыли механизм саморегулирования в электропроводящих композитах на основе полиолефинов и технического углерода. Это позволит создавать новые типы более эффективных саморегулирующихся нагревателей. Об этом сообщила пресс-служба Минобрнауки России.Как объясняют в министерстве, проблема традиционных нагревателей в том, что они часто перегреваются, а это может привести к возгоранию или поломке. «Материал, предложенный учеными РТУ МИРЭА, представляет собой кристаллизующиеся полиолефины (например, полиэтилен) в сочетании с электропроводным техническим углеродом. При нагревании структура полимера меняется: кристаллические области плавятся, что приводит к резкому росту электрического сопротивления. В этом и заключается эффект саморегуляции, который предотвращает перегрев» — отмечают в Минобрнауки России. Разработанные композиты на основе смесей полимеров открывают разные возможности — от безопасных бытовых обогревателей, которые исключают риск перегрева, до промышленных систем с точным температурным контролем и «умной» одежды с функцией подогрева. Важно, что технология позволяет не только повысить безопасность, но и снизить энергопотребление.Реклама: АНО «Национальные приоритеты». ИНН 9704007633. Erid: 2VtzqvTNkDF
[data-stk-css="stkH8rkh"]:not(#stk):not(#stk):not(style) {
background-color: #425C79
}
[data-stk-css="stkTahsF"]:not(#stk):not(#stk):not(style) {
background-color: #425C79
}
[data-stk-css="stkHx1Fu"]:not(#stk):not(#stk):not(style) {}
.stk-post [data-anim-name="preset-fadeIn"]:not(#stk):not([data-anim="false"]) {
opacity: 0
}
.stk-post [data-anim-name="preset-fadeIn"]:not(#stk):not([data-anim-m]),
.stk-post [data-anim-name="preset-fadeIn"]:not(#stk):not([data-anim-m="false"]) {
opacity: 0
}
{
"keyframes": [{
"opacity": 0,
"offset": 0
}, {
"opacity": 1,
"offset": 1
}],
"options": {
"id": "preset-fadeIn",
"delay": 0,
"duration": 1000
}
}
[data-stk-css="stk_0Bsa"]:not(#stk):not(#stk):not(style) {}
[data-stk-css="stkMfh3W"]:not(#stk):not(#stk):not(style) {}