В ТРИНИТИ разработали абсорбер углекислого газа

Опытный образец представили специалисты отделения физики токамаков-реакторов ТРИНИТИ. Их презентация стала событием на российском рынке климатической техники — ​это первый отечественный абсорбер не для промышленного, а для бытового использования. Его можно установить в любом помещении: квартире, спортивном клубе, вагоне метро и даже на МКС. Особенно прибор актуален сейчас, в разгар борьбы с COVID‑19.

Источники углекислого газа делятся на естественные (разложение органических веществ, окислительно-восстановительные процессы в аэробных организмах и др.) и антропогенные (промышленность, транспорт, сельское хозяйство). Иными словами, CO₂ производим мы сами — ​когда дышим, когда готовим, едем на автомобилях и поездах, отапливаем дома и проч. Идеальным для человека считается воздух, в котором содержание CO₂ не превышает 450 ppm, или 0,045 %. Сегодня за такой роскошью, к сожалению, нужно идти куда-нибудь в лес, подальше от оживленных магистралей, заводов и ТЭЦ.

К шестому уроку дышать нечем

Проектом первого бытового абсорбера в ТРИНИТИ руководит ведущий инженер института Владимир Миров. Он же возглавляет городскую студию экологического мониторинга, в которой занимаются старшеклассники. Вместе с ними Владимир Миров исследовал воздух в разных учреждениях Троицка. «Мы пришли к неутешительным выводам, — ​рассказывает он. — ​Так, в школьных кабинетах за один академический час концентрация CO₂ вырастает с 900 до 3000 ppm. Неудивительно, что к пятому-шестому уроку многих детей и учителей начинают мучить головные боли, снижается концентрация внимания. В офисах и поликлиниках содержание углекислого газа в воздухе тоже намного выше нормы. Если часто и подолгу находиться в помещениях с избыточным количеством CO₂, происходят изменения в кровеносной, центральной нервной и дыхательной системах».

Владимир Миров приводит российскую и мировую статистику: содержание углекислого газа в атмосфере за последние 50 лет увеличилось на 20 %. Особенно остро проблема стоит в крупных городах, где много автомобилей и промышленных объектов.

«Раньше технологии очистки воздуха от углекислого газа применяли только в производственных помещениях, — ​говорит Владимир Миров. — ​Посредством абсорбции, например, извлекали CO2 из газовой смеси. Процесс проходит при высокой температуре, большом давлении, с использованием сложных технологий, которые невозможно применить для очистки воздуха в бытовых и служебных помещениях».

Альтернатива кондиционеру

Абсорбер ТРИНИТИ предназначен для использования в быту. Он создаст идеальный микроклимат в любом закрытом пространстве: от салона автомобиля до залов в аэропорту. Авторы разработки называют абсорберы главными конкурентами кондиционеров. Стоят примерно так же, служат столько же, а умеют гораздо больше. «Современные кондиционеры очищают воздух от микрочастиц, но то, что мы выдыхаем в помещении, они нам же и возвращают, только в охлажденном виде. Абсорбер может охладить или подогреть воздух, но главное — ​улучшает его качество», — ​говорит Владимир Миров. «Полностью уничтожает бактерии и вирусы, очищает воздух от аллергенов, насыщает микроэлементами, содержащимися в морской соли, — ​добавляет гендиректор ТРИНИТИ Дмитрий Марков. — ​Воздух в помещении становится таким же, как на морском побережье».

Работает абсорбер циклически, чередуя фазы сорбции и десорбции. При достижении 1200 ррм CO₂ датчики сигналят автоматике снизить концентрацию до комфортного параметра — ​600 ppm, по ГОСТу. Установка сама регенерирует сорбент. В зависимости от конструкции CO₂ удаляется в вентиляционный канал, либо под давлением закачивается в микробаллоны, либо разлагается на углерод и кислород. Состав сорбента держат в секрете, пока не оформлен патент.

Воздух без ковида

В России аналогов прибору нет. Ближайшее схожее климатическое устройство — ​финский Uniqfresh компании Alfaintek. Разработка ТРИНИТИ отличается от зарубежного варианта тем, что использует более дешевый носитель сорбента и аппарат не нужно вручную регулировать. Просто вставляете вилку в розетку и задаете время включения и выключения, остальное сделает автоматика.

«Мы уделили особое внимание безопасности воздушной среды, использовав инновационные безозоновые технологии очистки и обеззараживания воздуха, — ​рассказывает Владимир Миров. — ​В условиях распространения COVID‑19, а также во время сезонных эпидемий, при которых инфицирование происходит в основном воздушно-капельным путем, такой прибор крайне актуален».

«Мы ищем партнеров для создания серийного производства бытовых абсорберов, — ​говорит Глеб Тагиров, сотрудник коммерческого отдела ТРИНИТИ. — ​Устройство отлично подойдет для применения в системе гражданской обороны, школах, больницах, офисах, вагонах и станциях метро, в жилых домах, спортивных сооружениях. К разработке проявляют интерес фирмы, выпускающие климатическое оборудование, частные лица, предприятия».

«Со специалистами «Роскосмоса» идет обмен идеями о совместном исследовании возможностей использования абсорбера на борту космических кораблей, ведь состав атмосферы — ​крайне важный фактор для продуктивной работы космонавтов», — ​добавляет Владимир Миров.

Абсорбер ТРИНИТИ планируют выпускать в двух вариантах: мобильном и стационарном. Мобильный, установка величиной с автокондиционер, подходит для легковых машин, автобусов, трамваев, самолетов, космических аппаратов. У стационарного варьируется размер и производительность, он подойдет для любых помещений.

ОПАСНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ

Кратковременное вдыхание CO₂ в концентрации выше 1000 ppm вызывает нарушения функции внешнего дыхания, кровообращения и электрической активности головного мозга. Ученый-­биолог Ольга Елисеева в 2012 году провела детальное исследование воздуха в жилых и общественных зданиях Москвы. Измерения в офисах и школах показали, что даже при наличии мощной вентиляции концентрация углекислого газа превышает 3000 ppm. Проветривание помогает, но не спасает, так как воздух поступает с загазованных улиц.