Морской транспорт — один из самых экологичных. Среднестатистический корабль для перевозки одной тонны груза на один километр выделяет в атмосферу всего 15 граммов углерода. Для сравнения: грузовик выделяет 50 г, а самолет — 540 г. Тем не менее основным топливом для судов остается мазут. Это тяжелое топливо с большим содержанием серы, что не только загрязняет атмосферу, но и провоцирует выпадение кислотных дождей.

Разработкой материалов для водородной энергетики в ЮФУ занимается лаборатория «Наноструктурные материалы для электрохимической энергетики» под руководством ведущего научного сотрудника, кандидата химических наук Анастасии Алексеенко. Сейчас учёные работают с катализаторами для водородо-воздушных топливных элементов. Водородные двигатели до сих пор не имеют широкого применения, потому что считаются нестабильными, но благодаря работам исследователей, в том числе из ЮФУ, они постоянно совершенствуются и в скором времени будут стоять на большинстве автомобилей и морских судов.

«Водород уже используется в качестве топлива на морских судах и считается «зеленым» топливом, так как с одной стороны это самый энергоемкий вид топлива, а с другой стороны его использование позволяет без теплового цикла получать электроэнергию. Стандартная цепочка получения электроэнергии имеет значительные потери: на сжигание, нагрев рабочего тела, механическое вращение ротора турбины и другие. В случае с водородом — в топливных элементах он непосредственно реагирует с кислородом (или кислородом воздуха), получается электроэнергия и тепло, других потерь нет. При этом получаемое количество электроэнергии из водорода может достигать 60–70%. Это высокий показатель КПД», — объяснила Анастасия Алексеенко.

Руководитель лаборатории добавила, что в России имеются собственные разработки морских судов на водородном топливе. Ведущим российским центром компетенции в области создания инновационных судовых электротехнических комплексов и оборудования является «Крыловский государственный научный центр», индустриальный партнёр ЮФУ.

Большой потенциал в энергообеспечении судоходства у возобновляемых источников энергии: солнечные батареи на многих судах питают бортовую электронику, а укрощать энергию ветра кораблям помогает, как и тысячи лет назад — парус. Установка парусов на современных судах позволяет экономить от 20 до 60% топлива в зависимости от конструкции и размеров судна. В большинстве своем ветряные и солнечные установки — гибридные и служат лишь дополнением к основной энергоустановке. Главный двигатель у большинства судов приводится в движение сжиганием мазута, но, если брать в расчёт только новые суда, транспортные и судостроительные компании отказываются от него в пользу сниженного природного газа.

«Загрязнение нефтепродуктами, в том числе мазутом, серьезно ухудшает качество воды в реках, морях и океанах. Попадание мазута в экосистему приводит к массовой гибели морских птиц и к заражению съедобных морских животных канцерогенными углеводородами», — добавила Анастасия Алексеенко.

Южный федеральный университет во Всемирный день моря поздравляет всех океанологов и гидрологов, специалистов в области эксплуатации водных ресурсов, инженеров-гидроакустиков и судостроителей. Этот праздник напоминает нам, что для сохранения морей человечеству сегодня нужны научные исследования и технологические инновации.

Фото: Виктория Косенко