Специальный реактор для извлечения тепла из карбида кальция разработали российские ученые из Института органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН и Санкт-Петербургского государственного университета. Устройство представляет собой греющийся термос, не требующий внешних источников энергии. Реактор не требует дорогих компонентов, позволяет контролировать теплоотдачу, а саму конструкцию легко собирать и разбирать. Результаты работы, поддержанной грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале International Journal of Molecular Science.
Исследователи разработали особый тип реактора “труба в трубе”, который обеспечивает более эффективное протекание реакции гидролиза карбида кальция — реакция сопровождается выделением тепла, которое потом можно использовать для запуска реакций, проходящих с его поглощением. Реактор состоит из внешней и внутренней трубок, которые вставлены одна в другую, не соприкасаясь стенками, и соединительной детали, напечатанной на 3D-принтере из нейлона. Гранулы карбида кальция помещаются в пространство между трубками, туда же добавляется растворитель и немного воды. После перемешивания смесь нагревается и тепло переходит во внутреннюю часть реактора, где находятся другие реактивы. Эксперименты показали, что температура внутри устройства действительно повышается достаточно, чтобы запустить реакции, требующие теплового воздействия. Температуру и скорость ее повышения оказалось возможно контролировать с помощью изменения пропорций карбида кальция, растворителя и воды.
“Карбид кальция способен запускать реакции без внешних источников тепла, а разработанное нами устройство «труба в трубе» помогает контролировать скорость его гидролиза. Это открывает новые возможности для практических приложений и будет полезно для ряда различных реакций, требующих тепла. Также конструкция очень удобна для применения в лабораторной практике”, — рассказал один из авторов работы и руководитель проекта по гранту РНФ Константин Родыгин, кандидат химических наук, научный сотрудник Института химии Санкт-Петербургского государственного университета.
Реактор не требует внешних нагревательных устройств, подчеркивают ученые — нагрев обеспечивается только за счет химических реакций. Исследователи рассчитывают, что новый способ позволит сократить энергозатраты промышленности.