Команда Ильи Петриева трудится над перспективным направлением - новыми экологически чистыми топливными элементами на основе композитного водородного электрода собственного изобретения. О своём новшестве, спортивном азарте, престиже профессии, о том, может ли житель провинции быть в центре мирового научного процесса и почему работать на Родине приятней, чем за границей, учёный рассказал «АиФ-Юг».
«Зелёная» батарейка
В лаборатории идут исследования - аспиранты и школьники под руководством Ильи Петриева проверяют, как работает мембрана с функциональным слоем из тончайшего - 100-200-нанометрового палладия (для сравнения, один нанометр на шесть порядков меньше миллиметра). Эта мембрана - основа водородной батареи.
«Мы разрабатываем нанотехнологичные объекты в зелёной энергетике, - рассказывает Илья Петриев. - Трудимся над нанокатализаторами на основе палладия и металлов платиновой группы, которые представляют из себя нетипичные по стандартам классической кристаллографии структуры. Они проявляют сверхвысокую активность в различных процессах, например, каталитических, масс-транспортных и др. Поэтому кислород-водородные топливные элементы, созданные на основе таких структур, могут работать сверхэффективно по сравнению с существующими. Такие батареи можно использовать в автомобилях, космических аппаратах».
Разработку кубанских учёных уже апробировали на производстве - с 2019 года она используется на НПО «Сатурн», имеет акт внедрения. В прошлом году в России шесть российских университетов и институтов Российской академии науки (РАН) объединились в консорциум по развитию водородных технологий, который получил название «Технологическая водородная долина» - там уже обратили внимание на инновационную технологию. Всё-таки, по оценкам международного Водородного совета, к 2050 году на водород будет приходиться 18% от общего мирового спроса на энергию.
Нано глазами не увидеть
Если водородные топливные элементы уже существуют, в чём же принципиальное новшество разработки наших учёных? Своими глазами это можно увидеть только в мощный микроскоп, поэтому Илья Петриев демонстрирует на плакате. На нём изображены пятиконечные звёздообразные кристаллы.
«Поверхность нашего катализатора покрыта такими «звёздами» из палладия либо других металлов платиновой группы, - объясняет учёный. - И это, без хвастовства, уже новшество, потому что, согласно классической кристаллографии, такая форма кристаллов запрещена, невозможна, то есть в природе она просто не встречается. Нам в конце 2019 года удалось доказать, что в наномире, где размер устройств составляет 100-200 нанометров, пятигранники мало того что реальны, так ещё и демонстрируют сверхвысокую каталитическую активность, ускоряют различные реакции. И масштабируя такие объекты, мы можем перевести эти эффекты из наномира в макромир. И мы сделали это впервые».
Такая структура мембраны, как и в большинстве открытий, у учёных получилась практически случайно.
«Нанообъекты невооружённым глазом не видно, - продолжает Илья Петриев. - Мы просто проводили эксперименты, наносили тонкий слой различных металлов на электроды, смотрели на реакцию. Когда эксперимент получился и реакции ускорились, плотность потока водорода, проходящего через мембрану, значительно выросла. Мы отправили первые образцы на проверку в Москву в институт нефтехимического синтеза. Так торопились проверить результаты в установках парогазового реформинга метанола на газотранспортные характеристики, что даже не посмотрели на поверхность в микроскоп. А коллеги сделали это, удивились и позвонили нам со словами: «А что за чудная у вашей мембраны поверхность?» Мы перепроверили образцы и увидели, что получился такой интересный результат».
На Родине лучше
Два года назад Илья Петриев представил результаты работы на международной конференции по мембранным реакторам и катализу в Эйндховене - в университете, в котором долго работал нобелевский лауреат, уроженец Сочи Андрей Гейм.
«Тогда мировая научная общественность впервые увидела итоги нашего эксперимента, - говорит учёный. - Многие заинтересовались, пытались докопаться до сути изобретения».
Водородная энергетика - перспективное направление, учёных, которые в ней разбираются, ценят во всём мире. Но Илья Петриев не думает покидать Краснодар.
«То, что мы находимся в региональном вузе, вовсе не означает, что мы оторваны от российского и мирового процесса. У нас достаточно хорошая база для разработки наноструктур, для их синтеза, - объясняет учёный. - Закупили много нового оборудования - зачастую оно лучше, чем у московских коллег. Правда, мы не можем себе позволить тратить на один микроскоп несколько сотен миллионов, а то и миллиарды рублей, так что эксперименты российского уровня мы можем проводить дома, международного - уже на других базах, установках уровня Megascience».
Краснодарцы работают параллельно с коллегами из Москвы и Санкт-Петербурга.
«Хоть физически мы находимся в Краснодаре, но большое количество данных получили на оборудовании ведущих центров страны: НИЦ «Курчатовский институт», Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича, - рассказывает Илья Петриев. - Но это неминуемый шаг - на определённом уровне региональная материально-техническая база не позволяет получить то, что нам нужно».
Но дело не только в возможности продолжать работу, но и в личном выборе.
«Есть поговорка: «Где родился, там и пригодился», - продолжает учёный. - За границей нас никто не ждёт, там будут рады только результатам нашего труда. Работать на благо Родины гораздо приятнее, чем продавать свои знания и умения другим государствам. Ещё одна моя личная мотивация оставаться здесь, на родной земле - дом, семья, двое детей. Ездить за границу, общаться с коллегами, представлять результаты на конференции - это одно дело, но жить там я не хочу, мне комфортно здесь».
Выбрать путь
Существует мнение, что русские учёные могут изобрести всё, что угодно, но превратить идею в конечный продукт им часто не по силам. Так в чём же сложность воплощения разработки в жизнь, превращения её в конечный продукт?
«Ответ на этот вопрос, пожалуй, интересует всех, - признаётся Илья Петриев. - Но тут надо понимать - всё-таки учёный - не бизнесмен, у него другие задачи, другая ментальность, другой тип мышления. А если погнаться за двумя зайцами - попытаться совместить две ипостаси - можно ни одного не поймать. У меня есть два условных пути. Первый - остаться в фундаментальной науке, получать новые данные, писать статьи, защищать докторскую, экспериментировать, но без конкретной цели разработать что-то для продажи. Да, в таком случае миллиарды не заработаешь, но зато путь этот более стабилен и предсказуем. Второй путь - разрабатывать конкретное изобретение, доводить его до продукта. Но если не получится, то учёный остаётся ни с чем - за годы работы вложил силы в одну вещь, не написал докторскую, не проводил другие эксперименты. Каждый выбирает свой путь, а насколько он плох или хорош - я не берусь судить».
При этом, по словам Ильи Петриева, у учёного есть все возможности хорошо зарабатывать и достойно жить.
«Конечно, как и в любой сфере всё зависит от человека, - говорит он. - Если ты упорно трудишься, вкладываешь в дело все силы, то материальное вознаграждение тебя неминуемо настигнет. Целеустремлённый и трудолюбивый учёный всегда сможет обеспечить себе достойную жизнь в современных условиях. Те же, кто ожидает, что будут получать сотни тысяч в месяц за ковыряние в носу, ошибаются - такого нет ни у нас, ни, думаю, нигде в мире».
Да и кроме материального вознаграждения в профессии учёного есть нечто большее.
«Если честно, я получаю от своей работы удовольствие, - признаётся Илья Петриев. - Я знаю, что занимаюсь важным, полезным и интересным делом. Считаю, что уровень престижности науки у нас в последние годы вырос. Но мне работа интересна не только самими исследованиями, но и тем, что здесь присутствует настоящий спортивный азарт - кто быстрее придёт к результату».