CC BY
3GLOBAL ENERGY
ГОВОРЯТ ЛАУРЕАТЫ ПРЕМИИ
«ГЛОБАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ»
2021 ГОДА
В этом выпуске «Энергетического вестника», как и в предыдущих, Редакция журнала сообщает о присуждении одной из самых престижных международных премий в области энергетики «Глобальная энергия» за 2021 год трём выдающимся ученым из России и США.
Международная энергетическая премия «Глобальная энергия» — это награда за выдающиеся научные исследования и научно-технические разработки в области энергетики, которые содействуют повышению эффективности и экологической безопасности источников энергии на Земле в интересах всего человечества. Премия была учреждена в 2002 году и присуждается ежегодно ведущим ученым мира по решению Международного комитета. Количество ученых, номинированных на премию за этот год выросло в три раза. В этом году на конкурс поступило 94 заявки из 36 стран мира.
Церемония награждения лауреатов состоялась в рамках Российской энергетической недели в октябре 2021 года.
Зинфер Исмагилов (Россия) стал лауреатом в номинации «Традиционная энергетика»: за фундаментальный вклад в химию углеродных материалов, гетерогенный катализ и борьбу с изменением климата.
Сулейман Аллахвердиев (Россия) получил премию в номинации «Нетрадиционная энергетика»: за выдающийся вклад в развитие альтернативной энергетики, научные достижения в области разработки систем искусственного фотосинтеза, цикл научных работ в области биоэнергетики и водородной энергетики.
И Цуй (США) отмечен в номинации «Новые способы получения энергии»: за исключительный вклад в разработку, синтез и характеристику наноматериалов
УРОКИ ПАНДЕМИИ COVID-19: ЧТО ДАЛЬШЕ?
№27 | 2021
для энергетики и охраны окружающей среды, а также в трансформационные инновации в области науки о батареях.
В течение нескольких лет «Энергетический вестник» в сотрудничестве с Ассоциацией представляет своим читателям лауреатов премии в рамках рубрики «Говорят лауреаты премии «Глобальная энергия»», публикуя их размышления о путях развития мировой энергетики в виде статей или записей бесед с ними. В этом году Редакция журнала обратилась к лауреатам 2021 года с просьбой ответить на несколько вопросов. Их ответы размещены ниже после представления лауреатов.
Зинфер ИСМАГИЛОВ
Действительный член (академик) Российской академии наук, профессор, доктор химических наук. Директор Института углехимии и химического материаловедения Федерального исследовательского центра угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук (ФИЦ УУХ СО РАН), главный научный сотрудник Института катализа им.ГК. Борескова СО РАН, заведующий кафедрой углехимии, пластмасс и инженерной защиты окружающей среды Кузбасского государственного технического университета им. Т.Ф. Горбачева.
Научные труды посвящены исследованию гетерогенного катализа, нефте-и углехимии, химии углеродных материалов, функциональных наноматериалов и промышленной экологии.
Разработал технологии производства
сферических носителей и керамических блочных катализаторов для обезвреживания токсичных выбросов предприятий, процесс одностадийного окисления сероводорода в элементную серу, технологии утилизации радиоактивных отходов, научные основы синтеза углеродных нановолокон, нанотрубок, структурно модифицированных атомами азота, и другие.
Открыл явление термоактивации оксидов урана в виде рентгеноаморфных наноразмерных структур. Под его руководством организовано промышленное производство экологически чистых каталитических каминов «Термокат» и промышленных воздухонагревателей марки КТП
Автор и соавтор более 800 научных публикаций и свыше 140 авторских свидетельств и патентов на изобретения.
Современные технологии сжигания угля способны сделать этот процесс абсолютно безопасным, без выбросов?
З. Исмагилов: Сделать абсолютно чистым угольные технологии, видимо, не удастся, это идеальный случай, но к этому нужно, конечно, стремиться. И все наши исследования, вся наука должна работать на то, чтобы сделать технологию максимально чистой, но абсолютно — абсолютного ничего не бывает. То есть надо работать, чтобы были чистые технологии.
Как Вы считаете, произойдет (если да, то когда) полный отказ от использования угля в качестве ископаемого топлива?
З. Исмагилов: Думаю, что ближайшие двадцать-тридцать лет мы точно будем работать с углем, это, без сомнения. О более дальней перспективе, пятьдесят-сто лет, не могу сейчас загадывать, потому что наука и технологии развиваются очень быстро. Может быть, действитель-
но, из угля будут что-то делать, какие-то другие продукты, а не только сжигать. И как раз мы, химики, занимаемся тем, чтобы получать полезные и ценные продукты из угля.
Интересно ли крупным российским предприятиям инвестирование в разработку и использование экологически чистых технологий при разработке угольных месторождений и угольной генерации энергии?
З. Исмагилов: За российские предприятия не могу сказать, а наука, конечно, очень заинтересована, потому что уголь все еще остается очень большой «планетой» для научных исследований.
Как Вы, являясь заведующим кафедрой университета, относитесь к дистанционным методам обучения, которые стали широко применяться в период пандемии COVID-19, и как они повлияли на качество образования?
З. Исмагилов: В целом, я хочу сказать, что в дистанционном общении, конечно, есть и положительные и негативные стороны. Положительное это то, что мы успеваем побывать в течение дня в нескольких городах, принять участие в работе нескольких симпозиумов, и это же относится к молодым ученым. Молодые ученые могут участвовать в симпозиумах дистанционно, это очень хорошо. Появляется новая культура общения не лицом к лицу, а через интернет, и это тоже, конечно, обогащает, с одной стороны. Но, с другой стороны, уже начинает ощущаться определенное «грустное желание» лично встречаться и лично обсуждать какие-то очень глобальные вопросы. Поэтому я бы сказал, пятьдесят на пятьдесят сегодня. Но, несомненно, развиваются технические возможности, мы можем очень быстро переключаться из одного монитора на другой, с одного языка на другой язык, и делать синхронные переводы. Вероятно, в будущем очень в большой степени будет дистанционное
обучение и дистанционное общение.
Что посоветуете молодым ученым, чтобы развиваться и достигать таких высот в науке, как это удалось Вам?
З. Исмагилов: Должна быть мотивация, ученый — это не только профессия, это образ жизни. Быть ученым — значит жить немножко по-другому, посвящать свое время больше науке. Ученые и на отдыхе, и в выходные дни думают, работают, у них вся мотивация направлена на получение научного результата. Путь к успеху — трудолюбие и мотивация!
Доктор биологических наук, заведующий лабораторией управляемого фотобиосинтеза Института физиологии растений РАН (г. Москва), главный научный сотрудник Института фундаментальных проблем биологии РАН (г. Пущино, Московская область), профессор МГУ и МФТИ (г. Москва).
В соответствии с рейтингом, который формируется на основе цитирований в базе данных Web of Science (наиболее влиятельных ученых мира) за 2018, 2019, 2020 и 2021 года Аллахвердиев вошел в список самых цитируемых ученых мира. Он также признан первым в рейтинге самых цитируемых ученых России и награжден «Scopus Awards Russia 2018» и «Scopus Awards Russia 2019» в категории «Life Sciences».
Обосновал энергетические и кинетические схемы переноса электрона в фотосистеме 2. Им найдено и доказано, что молекула феофитина функционирует
в реакционных центрах фотосистемы 2 в качестве промежуточного акцептора электрона между первичным донором, хлорофиллом P680, и первичным акцептором электрона, пластохиноном QA. Также им найдено, что в процессе фотосинтеза окисление воды и выделение кислорода происходит с участием четырех атомов марганца, тем самым внеся ценный вклад в мировую биологическую науку. Результаты его исследований включены во все учебники в области фотосинтеза.
С. Аллахвердиев ведет огромную редакторскую деятельность во многих ведущих международных журналах. Он является заместителем редакторов журналов "International Journal of Hydrogen Energy" (Elsevier), "Heliyon" (Elsevier), "Photosynthesis Research" (Springer), "Photosynthetica" (Springer), "Functional Plant Biology" (CSIRO), и Cells (MDPI), а также входит в состав редколлегий 13 международных журналов. С 2004 г. под его руководством запущен цикл международных конференций «Photosynthesis and Hydrogen Energy Research for Sustainability", 10 съездов которых состоялись в Канаде, Греции, Азербайджане, Индии, России и т.д., а 11-й пройдёт в Болгарии в 2022 г.
Результаты исследований С. Аллахвер-диева опубликованы в более чем 400 научных работах, включая 342 статей в реферируемых журналах, 9 монографий и 7 патентов. О широком международном признании научных результатов С. Аллахвердиев свидетельствует тот факт, что суммарный индекс цитирования его работ составляет более 15000 (и 20000), а индекс Хирша 62 (и 70) по Web of Science (и Google Scholar), соответственно.
В последние 25 лет С. Аллахвердиев занимается развитием новой области исследований, изучая системы искусственного фотосинтеза с целью получения молекулярного водорода в качестве альтернативного энергоносителя.
Вы получили премию «Глобальная энергия» за разработки в изучении искусственного фотосинтеза, а также молекулярного водорода. Чем такой водород отличается от зеленого или, например, голубого?
С. Аллахвердиев: Дело в том, что все виды топлива традиционной энергетики, то есть нефть, газ, уголь — являются продуктами фотосинтеза и накапливались они годами, и даже кислород, которым мы дышим, живем — это тоже продукт фотосинтеза. За счет энергии солнца оксигенные фототрофы осуществляют расщепление воды (Н2О) на протоны (Н+), высокоэнергетичные электроны (е*) и кислород (О2) в качестве побочного продукта, но который необходим для существования практически всего живого на планете. Если освобождаемые при расщеплении воды протоны (Н+) восстановить высокоэнергетичными электронами (е*), получаемыми также при расщеплении воды и ставшими такими (высокоэнергетичными) за счет энергии поглощенных фотонов солнечного излучения, то таким образом мы сгенерируем молекулярный водород (Н2). Молекулярный водород — это дешевый и экологически чистый вид топлива, при его сжигании выделяется как минимум в два-три раза больше тепла, чем при сжигании обычного топлива. В настоящий момент водород получают в реакции фотолиза воды. Фотолиз воды — это очень энергоемкий процесс, по этой причине получаемый этим способом водород достаточно дорогой и не находит того широкого применения в экономике, которое он заслуживает. Поэтому мы бы хотели получить водород с помощью фотосинтеза, создав системы, моделирующие фотосинтез использующие компоненты природного фотосинтетического аппарата.
Насколько известно, он сейчас доступен коммерциализации. В каком масштабе?
С. Аллахвердиев: Да, водородная энергетика в мире уже очень хорошо используется последние годы. И даже я могу сказать, что три года тому назад в Китае приступили к строительству нового города, который называется «Водородный городок», город Водород, и там вся энергетика будет основана только на использовании молекулярного водорода, без нефти и газа.
Как эта разработка может помочь энергоснабжению в удаленных регионах планеты и таких как Африка, Азия?
С. Аллахвердиев: Дело в том, что молекулярный водород хорошо можно транспортировать куда угодно.
Вы занимаетесь «зелеными» исследованиями. Как, на ваш взгляд, эра углеводородов уже закончена или все-таки мы будем продолжать жить с ней?
С. Аллахвердиев: Это очень серьезный вопрос. Дело в том, что эксперты говорят, что у нас в мире угля хватит на 100170 лет, нефти — примерно на 70 лет, а газа — где-то на 40-50 лет. Однако есть эксперты, которые прогнозируют, что в России вообще через 20-25 лет не будет никакого газа и нефти. Поэтому единственный выход — перейти на водород, молекулярный водород. И в настоящее время в мире есть автомашины и поезда, которые используют молекулярный водород. С этого года в Европе категорически запретили использовать уголь. Поэтому нам пора полностью перейти на водородную энергетику. И в этом году, я знаю, что наше российское правительство утвердило несколько указов, касающихся перехода на водородную энергетику.
Вы на протяжении нескольких лет входите в список самых цитируемых ученых в мире, какой совет могли бы дать начинающим исследователям?
С.И. Аллахвердиев: Действительно, я очень рад, что последние несколько
лет я являюсь самым высокоцитируемым ученым в мире. Но для этого надо день и ночь работать, надо все время смотреть вперед и работать, работать. Если молодой исследователь трудится, я уверен, что рано или поздно он достигнет вершин.
Директор Института энергетики «Precourt», содиректор проекта «StorageX Initiative», профессор кафедры материаловедения и инженерии Стэн-фордского университета (США), ученый-материаловед, специализирующийся на нанотехнологиях, исследованиях в области энергетики и окружающей среды.
Проф. Цуй получил степень бакалавра химии в 1998 году в Научно-техническом университете Китая, а в 2002 году — докторскую степень по химии в Гарвардском университете. До поступления в Стэнфорд, в период с 2002 по 2005 год, был научным сотрудником Института фундаментальных научных исследований Миллера в Калифорнийском университете в Беркли.
Чтобы вывести на рынок энергетические и экологические технологии, разработанные его лабораторией, он основал пять компаний: «Amprius», «4C Air», «EEnotech», «EnerVenue» и «LifeLab Design Inc.».
Во время пандемии COVID-19 проф. Цуй собрал группу, чтобы исследовать повторное использование респираторов и масок для лица после различных процедур дезинфекции.
Что Вы думаете о новых технологиях чистой энергетики, о которой сейчас все говорят? Возможно ли создать экологически чистые аккумуляторы?
И Цуй: Для создания энергетики будущего нам конечно же нельзя забывать об экономике замкнутого цикла и окружающей среде. Например, для литий-ионных батарей это важно на каждом этапе — от добычи необходимых компонентов и производства до того момента, когда от них придётся избавляться. Получит ли аккумулятор вторую жизнь? Можно ли переработать его ценные компоненты без вреда окружающей среде? Всё это важно. Поэтому при работе с любой широкомасштабной энергетической технологией необходимо помнить об экономике замкнутого цикла.
Расскажите, пожалуйста, о своём опыте и возможных проблемах при внедрении нанотехнологий в массовое производство.
И Цуй: Нанотехнологии помогают очень эффективно решать сложные задачи. На мой взгляд, необходимо обратить серьёзное внимание на расширение и удешевление производства в этой сфере. Лично я уже больше десяти лет работаю над созданием высокоёмких кремниевых анодов. Конечно, этой технологии всё ещё требуются большие вливания средств для обеспечения недорогого производства, но через 5-10 лет мы увидим, что она действительно изменит мир, позволив создавать всё более и более энергоёмкие кремниевые батареи.
Как мы знаем, мир в последние пару лет охвачен пандемией. Как наука с ней справляется и уделяете ли Вы внимание борьбе с COVID-19?
И Цуй: Безусловно. Во время пандемии люди занимаются исследованием вакцин. Я, как материаловед и нанотехнолог, разрабатываю фильтрационные материалы для защиты от вируса. И кое-чего, благодаря нанотехнологиям, нам удалось достичь. Защитная маска, которую я сам ношу, создана на основе моей технологии. Она очень эффективно фильтрует воздух и невероятно надёжна — всё благодаря нанотехнологиям. Она обладает уровнем фильтрации респиратора N95, а выпускает такие маски моя компания 4C Air.
Что Вы думаете об онлайн обучении во времена COVID-19?
И Цуй: Во время пандемии мир перешёл на учёбу и встречи в формате онлайн, и уже больше года мы живём в подобном состоянии. В определённой степени это неплохо работает — некоторым предметам действительно можно обучать онлайн, равно как и проводить какие-либо встречи. Но в таком формате теряется личный контакт. Я на собственном опыте убедился в том, что для создания качественного мозгового штурма или продуктивного обсуждения личное общение необходимо. Онлайн формат такого предоставить не может. На мой взгляд, будущее за обучением в гибридном формате — будут необходимы как онлайн обучение, так и традиционный подход.
