Как молодые ученые могут изменить экономику предприятий
Программа Sustainability Living Lab даёт возможность развивать технологии и поддерживать студентов
Больше 70 «зеленых» проектов реализовали студенты казахстанских университетов в рамках университетской Программы по устойчивому развитию на основе концепции «живая лаборатория» (Sustainability Living Lab). Эти идеи меняют экологическое сознание и говорят о серьёзном потенциале наших молодых учёных.
Университеты играют ключевую роль в продвижении идей устойчивого развития. Они не только предоставляют платформу для реализации инновационных проектов, но и формируют новое поколение учёных и специалистов, способных решать экологические и социальные задачи.
В 2019 году корпоративный фонд National Conservation Initiative и Офис устойчивого развития Назарбаев Университета в тесном партнёрстве с компанией Сhevron запустили специальную программу, которая решает важные для Казахстана задачи: поддерживает грантами исследования студентов и преподавателей, направленные на развитие «зеленой» экономики, энергосбережение и улучшение окружающей среды.
Полезная технология для Темиртау
Жания Омарова в этом году окончила 4 курс бакалавриата факультета «Строительная и экологическая инженерия». Работу над проектом по производству геополимерного бетона без использования цемента она начала в июне 2023 года. Этот инновационно-строительный материал сделан на основе промышленных побочных продуктов — летучей золы, гранулированного и кислородно-конвертерного шлаков и твердых бытовых отходов.
«Летучая зола и гранулированный шлак давно применяются в строительной индустрии. А вот кислородно-конвертерный шлак является менее популярным из-за наличия свободных радикалов, которые приводят к трещинам в уже готовом бетоне, — рассказала Жания Омарова. – К примеру, в Темиртау есть огромные залежи этих отходов, которые просто лежат на улице, их не утилизируют и не используют из-за нестабильности материала. Мы же нашли способ стабилизации такого шлака путём минеральной карбонизации. Поскольку процесс производства геополимера сопровождается поглощением углекислого газа, то это позволяет значительно уменьшить карбоновый след в стройиндустрии».
Инновационный подход авторов проекта также выразился в использовании для производства полимера обычных стеклянных бутылок. Их измельчают в лаборатории, распределяют по размеру фракции и уже потом добавляют в бетон в качестве замены песка. Из уже готового геополимера они изготавливают лавочки, цветочные горшки, тротуарные плитки, кирпичи и другие полезные вещи. По словам Жании Омаровой, такой геополимер крепок, доступен и может получить широкое практическое применение.
Автобусы на…фритюрном масле
Дамир Айдарханов начинал свой проект по производству биодизеля из отработанного пищевого фритюрного масла в 2019 году, когда являлся студентом докторантуры NU.
«Производство биодизеля – это замкнутый цикл: масличные культуры для своего роста собирают из атмосферы углекислый газ, потом мы используем растительное масло для приготовления пищи, а после его утилизации оно становится сырьем для биодизеля. То есть при производстве мы не добавляем в атмосферу дополнительное количество углекислого газа. Мы с ребятами рассчитали объём отработанного масла, которое можно получить из университетских столовых, и построили специальную установку для производства биодизеля», — рассказал Дамир Айдарханов.
В американских вузах, добавил Дамир Айдарханов, такое биотопливо получило широкое применение: на нём ездят студенческие автобусы. Для масштабирования проекта в Казахстане, прежде всего, требуются не только инвестиции, но и нужно поменять сознание. У нас такие отходы зачастую просто сливают в канализацию.
Ноу-хау для солнечных батарей
«Тонкие люминесцентные и гидрофобные плёнки для солнечных панелей» – так называется проект, над которым со своими студентами работал ассоциированный профессор NU Тимур Атабаев.
«Дело в том, что солнечные панели со временем выгорают. Помимо этого, они очень быстро загрязняются, что снижает эффективность их работы. Панели приходится часто мыть чистой водой. Для устранения этих недостатков мы создали гидрофобную поверхность, которая способна самоочищаться. Наше покрытие снижает расход воды, повышает эффективность и срок эксплуатации панелей, что для РК очень актуально», — рассказал Тимур Атабаев.
В рамках полученного гранта исследователи приобрели материалы, инструменты и проверили жизнеспособность своих идей практическим путём, на действующих солнечных панелях. Они добились отличных результатов, и проект в рамках «зеленой» энергетики можно смело коммерциализировать. Люминесцентные материалы, предложенные авторами проекта, способны преобразовывать ультрафиолетовые фотоны высокой энергии в фотоны с более низкой энергией, создавая синий сдвиг используемого света. Этот проект предлагает использовать наночастицы на основе лантаноидов, встроенные в полимерную матрицу полидиметилсилоксана для создания тонкой плёнки.
Эффективная экономия
Анвар Колумбетов давно занимается развитием и реализацией проектов по возобновляемым источникам энергии (ВИЭ). На территории кампуса NU эти «зеленые» технологии активно используются: установлены фотоэлектрические солнечные панели, ветрогенераторы, солнечные коллекторы, тепловые насосы.
В 2022 году Анвар с большим энтузиазмом принял участие в конкурсе на реализацию «зеленых» стартапов с идеей создания цифровой платформы для визуализации энергопотребления всех зданий и выработки возобновляемых источников энергии на территории кампуса. Проект получил название NU Energy Dashboard.
«Цель нашего проекта – направить сознание университетского сообщества на энергосберегающее поведение. В процессе реализации проекта мы провели анализ, какое количество электроэнергии потребляется, насколько это рационально, какие есть возможности для энергосбережения. Так пришла идея создать цифровую платформу, чтобы вся информация была понятна и доступна каждому жителю кампуса», – говорит Анвар Колумбетов.
Создание платформы стало основой для проведения в университете политики энергосбережения. При экономии электричества ответственные за тот или иной блок университета поощряются. При превышении потребления – платформа даёт соответствующие рекомендации.
Проект NU Energy Dashboard также имеет потенциал для широкого применения и коммерциализации.
Другой неформальный подход к ресурсосбережению касается сокращения количества выбрасываемой пластиковой тары на кампусе. Студенты подсчитали, что достаточно установить в общедоступном месте одну стационарную колонку для набора чистой питьевой воды, чтобы значительно сократить количество пластикового мусора. Что и было сделано. Согласитесь, все гениальное просто!
«Стеклянный» проект
КарГУ стал одним из первых университетов, который присоединился к программе NU.
Проект студента этого вуза Рустема Кожабаева по вторичному использованию стекла Tile Glass выиграл грант в прошлом году. Ребята даже создали новое направление «hand made».
«Многие не задумываются, что стекло разлагается больше тысячи лет. У него длинный углеродный след. Когда стекло утилизируют на полигоны, то при разложении оно меняет щелочной баланс почвы, вызывает эрозию. Мы решили, что будет классно дать битому стеклу вторую жизнь. После победы нашего проекта в конкурсе мы закупили на грант необходимые материалы, формы, эпоксидную смолу. Наладили контакт с крупной компанией по сбору ТБО, которая предоставила нам необходимое количество битого стекла», – рассказал Рустем.
Из вторстекла студенты КарГУ стали изготавливать красивые светильники, органайзеры, шкатулки. На внутривузовских ярмарках эти изделия с удовольствием раскупаются студентами и преподавателями.
Проекты этих учёных показывают, что в нашей стране есть талантливая молодежь, готовая работать над устойчивым развитием. Для их реализации нужна поддержка бизнеса. Если отечественные компании будут сотрудничать с университетами, инвестировать в инновации, наши молодые учёные получат стимул воплощать свои идеи здесь и преобразовывать нашу страну.
