Ученые представили новые данные о химических процессах горения

В Самарском университете продолжается работа над мегагрантом  "Разработка физически обоснованных моделей горения" под руководством профессора Международного университета Флориды Александра Мебеля. Очередные результаты исследований в рамках мегагранта вылились в серию из четырех научных статей сотрудников НИЛ-101, опубликованных в ведущих международных изданиях по проблемам горения Combustion and Flame и Journal of Physical Chemistry A.  

В рамках мегагранта, выделенного правительством РФ, ученые научно-исследовательской лаборатории (НИЛ-101) «Физика и химия горения» изучают механизмы образования и разрушения сажи и его предшественников - полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в камерах сгорания. По результатам исследований коллектив ученых предложит инженерам-двигателистам физически обоснованные модели горения для конструирования принципиально новых экологичных и энергоэффективных камер сгорания для газотурбинных двигателей.

“ПАУ и сажа относятся к числу весьма опасных для здоровья человека. Международные нормы жестко регламентирует их допустимое содержание в выхлопах различных двигателей, - поясняет сотрудник НИЛ-101, профессор Валерий Азязов. - Мы разрабатываем прорывные технологии энергоэффективного и чистого сжигания углеводородных топлив, которые будут с запасом удовлетворять международные нормы на эмиссию вредных веществ”. 

Ученый говорит, что на современном уровне развития науки и техники решение таких задач ищется на основе новых знаний о детальных механизмах элементарных атомно-молекулярных процессов участвующих в образовании и распаде вредных веществ. 

“Образовании ПАУ и сажи - сложный процесс, сопровождающийся множеством физико-химических преобразований. Однако поворотным моментом в сажеобразовании является формирование первого ароматического шестичленного кольца – бензола (С6Н6), одним из прекурсов которого служит пятичленное кольцевое соединение циклопентадиенил (С5Н5)”, - продолжает профессор. Сотрудниками НИЛ-101 были найдены, с одной стороны, реакционные пути ведущие к образованию бензола из С5Н5, с другой  - пути, ведущие к распаду циклопентадиенила в ходе его столкновений с окислителями молекулярным и атомарным кислородом, а также гидроксилом. В данных исследованиях использовались современные методы квантовой химии высокого уровня и новейшие подходы статистической физики для нахождения кинетических констант элементарных процессов. Результаты работы вылились в серию из четырех научных статей, опубликованных в ведущих международных изданиях по проблемам горения Combustion and Flame, индексируемом Scopus и Web of Science, и Journal of Physical Chemistry A.   

“Наши исследования позволяют глубже понимать механизмы формирования и роста ПАУ и сажи, а также их разрушения через окисление (разложение) в углеводородных пламенах. Весомый вклад в эту работу внесли молодые ученые - магистры Галия Галимова и Владислав Красноухов, аспиранты  Анна Гильдина и  Артем Олейников - это яркий пример обучения студентов через вовлечение в реальную научно-исследовательскую работу”, - заключил Валерий Азязов.