А у нас «снежный газ»! А у вас?
«Убрать волосы в хвост! не использовать наушники!» — гласит алгоритм работы с реактором высокого давления в лаборатории физико-химических исследований гидратов природных газов в Институте криосферы Земли. Видимо, для чайников.
Младший научный сотрудник Клавдия Плетнева подает нам халаты с эмблемой горящего кубика льда, похожие на экипировку ученых из фантастического фильма, и мы отправляемся на экскурсию.
Первым делом нам показывают реактор. Хорошо, что не ядерный, проносится у меня в голове при виде проводов, компьютеров, баллонов и шлангов. С помощью этого оборудования создают газовые гидраты — соединения из воды и газа (в лаборатории работают с метаном и пропаном), которые получают при высоком давлении и низкой температуре. Газ при этом переходит сразу в твердое состояние, минуя жидкую фазу. Кстати, газогидрат еще называют клатратом, что переводится как «посаженный в клетку». Все потому, что в его кристаллической решетке молекула газа окружена водяной «клеткой». Eще одно название (горючий лед) намекает на его свойства и внешний вид: гранулы действительно похожи на искусственный снег или ледяную крошку. В перспективе гидратообразование может заменить популярный, но менее выгодный и более опасный способ хранения и транспортировки газа — сжижение. В лабораторных условиях горючий лед получают, нагнетая природный газ из баллона в реактор с водой при отрицательной температуре, создавая большое давление и сжимая его примерно в 180 раз. За безопасностью экспериментов бдительно следят датчики утечки газа — один под потолком (для легкого метана), а другой у пола (для тяжелого пропана). На самом деле для гидратообразования можно использовать практически все газы, применяемые в качестве топлива.
Одно плохо — газовые гидраты в природе образуются довольно долго, и, чтобы это исправить, ученые экспериментируют с различными веществами, ускоряющими этот процесс. Продвигаемся к шкафу, чье наполнение могло бы очутиться на кухне модного шеф-повара. Правда, соевый лецитин, агар-агар и гуаровая камедь здесь не для десертов — с их помощью можно регулировать скорость создания газогидрата. Обычно ученым в этом помогает поливиниловый спирт. Оказалось, он вовсе не жидкий, а похож на крупинки сахара. Растворы спирта замораживают, перемалывают в блендере, прогоняют через сито и получают пластиковый «сорбет», который убыстряет получение горючего льда.
Наконец-то настало время экспериментов! Клавдия Андреевна берет колбу с белым порошком и предлагает его потрогать. На ощупь похоже на крахмал, только с эффектом увлажнения как от дорогого крема. Оказывается, это сухая вода! Eе также используют в процессе создания газогидратов метана. Сухая вода на 95% состоит из обычной воды, которую покрывает оболочка из диоксида кремния. Диоксид кремния предотвращает растекание и соединение капель между собой. А чтобы доказать, что внутри гранул порошка действительно есть вода, на наших глазах его накрывают салфеткой — и вуаля! Бумага впитала всю воду, а частицы песка так и остались сухими. Кстати, сухую воду используют при производстве косметики и лекарств, а значит, первые ощущения меня не обманули — увлажняет отлично. Также сухую воду можно применять для тушения пожара — быстро, безопасно, экологично.
Клавдия Андреевна ведет нас смотреть калориметры — приборы, которые определяют свойства вещества при помощи температуры его плавления, кристаллизации, стеклования и т.д. Также этим аппаратом ученые могут кого угодно вывести на чистую воду: нагревая, плавя, охлаждая, они сравнивают реальные показатели образца с заявленными производителем и могут вычислить, правда ли он добавил полиэтилен высокой плотности в ваш пластиковый стаканчик для кофе или же пожадничал.
В конце нам показывают, как воспламеняется горючий лед: искра, буря, безумие, выделение метана. Очень красиво. Кстати, одна из гипотез связывает пропажу кораблей в Бермудском треугольнике с выделением гидрата метана из морского дна. Но это все домыслы. Зато точно доказано, что газовые гидраты могут составить конкуренцию традиционным видам топлива.
Желающие самостоятельно в этом убедиться, а также посмотреть на горючий лед и потрогать сухую воду могут записаться на экскурсию в Институт криосферы Земли до 24 февраля.
***
фото: Корреспондент «Тюменского курьера» Анастасия Долгих и младший научный сотрудник Клавдия Плетнева в лаборатории;Александр Кибкало готовится к работе.;Реактор для получения гидратов природного газа