Паве Юрьев

В этой лаборатории в буквальном смысле происходит волшебство — создаются технологии будущего, направленные на снижение углеродного следа и экологизацию металлургического производства. Тематика актуальна, если учесть, что на долю предприятий чёрной и цветной металлургии приходится не менее 25% всех вредных выбросов в атмосферу, а Красноярский край — один из лидеров по производству цветных металлов в России.

Возглавляет коллектив не профессор и не доктор наук, а тоже молодой научный сотрудник института Павел ЮРЬЕВ, ему 31 год.

— Участвовать в проекте могли только вузы, входящие в научно-образовательные центры мирового уровня, а СФУ, как известно, — участник НОЦ «Енисейская Сибирь», — рассказывает Павел. — Основным направлением деятельности этого центра являются передовые промышленные технологии, в частности, разработка решений по снижению углеродного следа в промышленности и энергетике. Мы со своими проектами хорошо вписались в эту повестку.

Ключевым требованием к руководителям создаваемых молодёжных лабораторий было наличие зарубежного опыта работы, а Павел незадолго до этого успел поработать в Гонконгском университете науки и технологии (HKUST, Dept. Of Mechanical and Aerospace Engineering) в рамках гранта научно-исследовательских стажировок от ОК «РУСАЛ».

— Несколько лет назад я выиграл конкурс Правительства Китайской Народной Республики и получил от Харбинского политеха (HIT, Dept. Of Material Sciences) приглашение работать в Китае, — рассказывает завлаб. — Но у нас в институте как раз открывался мегапроект по созданию нового высокопрочного алюминиевого сплава. Я понимал: если уеду, то буду ориентирован уже на другое направление и вряд ли вернусь в Красноярск в ближайшие 5–7 лет.

Взыграл эгоизм (в хорошем смысле) и, если хотите, патриотические чувства. Хотелось быть причастным и сделать что-то важное для страны. В итоге совместно с РУСАЛом создали новый сплав 1580, который вошёл в ГОСТ. Наряду с большой экономией дорогостоящих редкоземельных металлов его характеристики остаются на высоком уровне.

Три года под руководством директора ИЦМ Владимира Николаевича БАРАНОВА мы тестировали разработку на разных металлургических и технологических площадках страны. В этом проекте я получил серьёзный опыт работы с производственниками. Помню, начинал день по красноярскому времени, а заканчивал по московскому. Днём и ночью на телефоне. Но зато начинаешь хорошо понимать, чего именно хочет предприятие и как это воплотить. В итоге наш сплав вошёл в конструкцию ракеты-носителя «Союз-5», есть повод для гордости.

Старший научный сотрудник Александр Косович в процессе приготовления нового алюминиевого сплава с редкоземельными металлами

Приборно-аппаратная база лаборатории позволяет красноярцам сотрудничать с ведущими учёными из других городов России и зарубежья. Налажено тесное взаимодействие с Рейнско-Вестфальским техническим университетом Ахена (в Германии сейчас работает доцент кафедры металлургии цветных металлов ИЦМ Андрей ЯСИНСКИЙ), с техническими университетами Китая и СНГ. Есть совместные проекты с институтами РАН, исследовательскими группами компании РУСАЛ, в том числе из Института лёгких металлов и технологий в Москве. Именно ИЛМиТ сейчас является одним из генераторов внедрения в производство интересных идей и заказчиком смелых экспериментов в СФУ.

Несмотря на то что лаборатория создана чуть более года назад, многое удалось осуществить благодаря хорошему заделу. Например, чтобы сократить выбросы в атмосферу при производстве того же алюминия, коллектив занимается электролизом оксидов, содержащих редкоземельные металлы (РЗМ), и оптимизацией малоуглеродных технологий получения сплавов РЗМ с алюминием.

— Что это даёт? Во-первых, в дальнейшем мы сможем получать и сами РЗМ, а они важны для технологического суверенитета страны, в том числе для производственных процессов, от электроники до сплавов, — поясняет Павел. — Параллельно мы развиваем технологии безуглеродного электролиза металлов. При отсутствии углерода алюминиевые фабрики в процессе электролиза исключат эмиссию CO2 и части прочих сопутствующих выбросов в атмосферу, а по сути, станут выпускать кислород. Это глобальное направление, над которым уже десятки лет бьётся всё мировое сообщество, «большая зелёная мечта» всех металлургов мира.

Углеродный след оставляет и генерация электричества, необходимого для самого процесса электролиза. Исследования в этой области не терпят отлагательства, они нацелены на снижение углеродного следа здесь и сейчас. В этом направлении у лаборатории низкоуглеродной металлургии и энергетики тоже есть успехи.

Никита Степаненко, младший научный сотрудник, Дмитрий Божко, инженер-исследователь, аспирант ИЦМ, осуществляют процесс литья алюминиевых слитков

— Невозможно обеспечить малые металлургические предприятия, расположенные вдали от ГЭС, чистой и возобновляемой энергией. Поэтому они питаются от тепловых электростанций, что при традиционных методах сжигания угля ведёт к ухудшению экологической ситуации, — говорит завлаб. — Один из выходов: газификация углей и оптимизация процессов горения топлива. В этом направлении хороших результатов достигла научная группа нашей лаборатории во главе с Виктором КУЗНЕЦОВЫМ. Совместно с сотрудниками Института теплофизики СО РАН они провели натурную экспериментальную работу в условиях Красноярской ГРЭС. По завершении НИР внедрение результатов исследования можно предложить предприятиям региона через Центр трансфера технологий СФУ или через НОЦ «Енисейская Сибирь».

График работы в лаборатории гибкий. Есть и «жаворонки», и «совы». Кто-то прилетает на работу ни свет ни заря, а кто-то подтягивается не раньше одиннадцати и уходит поздним вечером.

Павел считает, что для творческой работы в науке важно создать свободную, комфортную среду и заинтересовать молодых людей, ведь у них светлые головы, которые порой выдают нестандартные, смелые решения. Случается, наивный вопрос студента даёт пищу для размышлений и помогает делать новые открытия.

Показывая оборудование, заведующий признаётся, что теперь у сотрудников есть почти всё, о чём раньше только мечтали. Оптический эмиссионный спектрометр, печь для отжига цветных металлов, две электромеханические испытательные машины. В планах — приобрести ультразвуковую установку, с помощью которой можно выполнять более ответственные и технологичные задачи для промышленности России.

Некоторые установки сделаны своими руками, в том числе та самая «жаркая» печь, полностью моделирующая процессы полунепрерывного литья, как на алюминиевом заводе.

— Бывает, к нам приезжают коллеги с металлургических предприятий и удивляются, когда видят оборудование, которое ещё только будет внедряться на их производстве. У нас оно проходит тестирование. В лаборатории есть установки, выполненные совместно с коллегами из Политеха и ИИФиРЭ. Мы стараемся кооперироваться с учёными из разных организаций. В том числе с уже упомянутым Институтом теплотехники СО РАН разрабатываем технологии глубокой переработки сырья с минимальными выбросами в атмосферу, — делится Павел. — Они, в свою очередь, обеспечат переход на малоуглеродные энергетические технологии в сопутствующих металлургии процессах. Такие решения положительно повлияют на технологическое и социально-экономическое развитие всего региона.

В лаборатории между тем вовсю кипит работа: аспирант Дмитрий БОЖКО готовит кристаллизатор к вечернему литью. Будущий учёный планирует защитить кандидатскую диссертацию, в основу которой лягут результаты лабораторных экспериментов. И не нужно ездить на КрАЗ — здесь, в институте, всё под рукой.

Кстати, Павел Юрьев тоже готовится к защите, хотя времени не хватает катастрофически.

— Наука — удивительная вещь! Фантасты в своих произведениях описывают суперматериалы и мегасплавы, которые отличаются невероятными характеристиками, поражающими воображение. Но такие материалы отчасти уже существуют. Например, нитинол, сплав титана и никеля, а по сути — магия! Если сделать из него ключ, и он вдруг погнётся, стоит только нагреть — примет первоначальную форму. В будущем можно было бы делать из такого сплава бамперы для автомобилей, — улыбается Павел. — Попал в ДТП, выходишь с феном, погрел — и никаких следов аварии! Вопрос в том, сколько времени потребуется науке, чтобы технологию изготовления сплава удешевить и масштабировать. Думаю, это получится, ведь когда алюминий открыли, долгое время он тоже ценился дороже золота. Хотя и сейчас есть дорогостоящие алюминиевые сплавы, например, с характеристиками, как у стали. Наука делает большие шаги, чтобы умные сплавы с эффектом памяти, биосовместимые, летающие в космос и т.д. приблизить к нашей повседневной жизни.

Завлаб уверен, что после окончания института студенты, поработавшие в лаборатории низкоуглеродной металлургии и энергетики, найдут себя в научной деятельности и смогут сделать открытия.

Кстати, для оптимизации работы научному коллективу срочно нужен администратор «внутренних» процессов в организации. Это помогло бы сосредоточиться только на научных задачах.