Ученые СПбГУ проанализировали взаимодействие спиртов с подсолнечным маслом для улучшения биодизельного топлива
Химики Санкт‑Петербургского университета исследовали процессы взаимодействия пропанола, бутанола и пентанола с подсолнечным маслом и выяснили, что при комнатной температуре эти смеси выделяют одинаковое количество тепла. Как отмечают ученые, исследование поможет в понимании принципов работы биодизельного топлива, поскольку оно включает в себя эти вещества.
Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в International Journal of Molecular Sciences. Статья посвящена 300‑летию со дня основания Санкт‑Петербургского государственного университета.
Биодизельное топливо — жидкое биотопливо, в котором присутствуют различные сложные эфиры, получаемые из растительных масел и животных жиров путем химических реакций. Биодизель считается экологически чистым, биоразлагаемым и нетоксичным, это единственный на сегодня вид топлива, который может быть использован для заправки всех видов транспортных средств с дизельным двигателем.
Для производства такого топлива используют смеси трех разных спиртов — в частности, пропанол, бутанол и пентанол — и натуральных масел, например подсолнечного. Ученые Санкт‑Петербургского университета изучили смеси этих спиртов с подсолнечным маслом, поскольку это сочетание можно считать наиболее эффективной моделью биотоплива. Исследования проводились при температуре 30° C — наиболее приближенной к естественным условиям работы двигателя.
Исследование проводила группа химиков СПбГУ: Александра Голикова, Анна Шашерина, Юрий Ануфриков, Георгий Мисиков, Пётр Кузьменко, Александр Смирнов, Мария Тойкка и Александр Тойкка.
«Несмотря на структурные различия спиртов, оказалось, что количество тепла, которое выделяется или поглощается в результате их смешения с подсолнечным маслом, относительно одинаково. Чтобы убедится в точности наших измерений, мы проверили химическую стабильность этих смесей, что это дало ценную информацию о физико‑химических свойствах систем "спирт‑масло" с точки зрения термодинамики и термохимии», — рассказала один из соавторов статьи доцент СПбГУ (кафедра химической термодинамики и кинетики) Мария Тойкка.
Так, ученые смешали пропанол, бутанол и пентанол с подсолнечным маслом и определили избыточные энтальпии — количество выделяемого или поглощаемого тепла — этих смесей. Такие показатели позволяют оценивать характер межмолекулярного взаимодействия в смесях, в частности, биотопливных, а, следовательно, характеристики их поведения в реальных условиях.
Санкт‑Петербургский университет является первым в списке научных организаций России по количеству публикаций в научных журналах, индексируемых Scopus, по теме зеленого перехода. Санкт-Петербургский университет является лидером по количеству грантов Российского научного фонда. В 2022 году ученые СПбГУ получили 112 грантов, это 5,5 % от общего числа победивших проектов и наибольшее число грантов для одной организации. При этом 25 % поддержанных проектов выполняются под руководством молодых исследователей. В 2023 году Университет сохранил лидерство по данному конкурсу РНФ.
В дальнейшем химики Университета планируют продолжить эксперименты и изучить поведение маслоспиртовых систем в более широком диапазоне температур (от 20°С до 40°С). Кроме того, планируется дополнительно изучить значение избыточных энтальпий для смесей этанол — подсолнечное масло и гексанол — подсолнечное масло при различных условиях.
Как отмечают ученые СПбГУ, ряд подобных исследований позволит определить закономерности поведения спиртовых смесей, которые важны для использования в биоэнергетике, так как используются в качестве добавок к топливу.
Исследования проведены в рамках реализации проектов, поддержанных грантами Российского научного фонда: № 22‑73‑00159 «Тепловые эффекты фазовых и химических процессов в многокомпонентных системах с химическим взаимодействием» и № 20‑73‑10007 «Глубокие эвтектические растворители в процессах производства и очистки биодизельного топлива». В работе использована инфраструктура Научного парка СПбГУ: «Центра термогравиметрических и калориметрических исследований», «Центра магнитно‑резонансных исследований» и «Центра химического анализа и исследования материалов».
Санкт‑Петербургский государственный университет — старейший университет России — был основан 28 января (8 февраля) 1724 года, когда Петр I издал указ об учреждении Университета и Российской академии наук. Сегодня СПбГУ — научный, образовательный и культурный центр мирового уровня. В 2024 году Санкт‑Петербургский университет отмечает свой 300‑летний юбилей.
План мероприятий в рамках празднования юбилея Университета был утвержден на заседании оргкомитета по празднованию 300‑летия СПбГУ, которое провел заместитель председателя Правительства РФ Дмитрий Чернышенко. Среди таких мероприятий — присвоение малой планете имени в честь СПбГУ, выпуск банковских карт со специальным дизайном, брендирование самолета авиакомпании «Россия» и многое другое. В честь 300‑летия Санкт-Петербургского государственного университета в почтовое обращение вышла марка, на которой изображены здание Двенадцати коллегий и памятник графу С. С. Уварову.
По решению губернатора Санкт‑Петербурга Александра Беглова 2024 год в Северной столице объявлен годом Санкт‑Петербургского университета. В день 300‑летия Университета на Ростральных колоннах будут зажжены факелы. Дворцовый мост украсят флаги Университета, а общественный транспорт — его символика, на новых туристических картах города появятся здания СПбГУ, вблизи них будут размещены тематические и исторические материалы. В мае 2024 года Университет примет участие в праздновании Дня города, а знаменитый праздник выпускников «Алые паруса» будет посвящен юбилеям СПбГУ и Российской академии наук. Также Университет запустил сайт, посвященный предстоящему празднику, с информацией о выдающихся универсантах, научных достижениях и подробностях подготовки к юбилею.