TOP
България
Кои сме ние

Акцент в научните ни разработки – ние създаваме химия за устойчиво бъдеще

Химията като интердисциплинарна наука играе основна роля в справянето с предизвикателствата на бъдещето, тъй като иновациите в химическата сфера дават отговорите на точно онези въпроси, които ще засягат човечеството в бъдеще: суровини, околна среда и климат, изхранване и качество на живот. Иновационният процес в BASF се обуславя от тенденциите в тези области. Те ни дават тласък и определят темите, по които провеждаме научни изследвания и разработваме решения.

Steamcracker im BASF-Werk Ludwigshafen

Управление на въглеродните емисии: Нови технологии за чисти високотемпературни реакции


Тъй като за провеждането на химични реакции е необходима енергия, изкопаемите горива са най-големият източник на CO2  в химическата индустрия. Например процесът на крекинг с водна пара на BASF трябва да достигне до температура от 850°C, за да може суровият нефт да се разбие на олефини и ароматни съединения за по-нататъшна обработка. Ако тази енергия се осигурява чрез електроенергия от възобновяеми източници, вместо чрез природния газ, който обикновено се използва сега, емисиите на CO2 ще могат да се намалят значително с до 90%. Следователно BASF се стреми да развие първия в света прототип на устройство за крекинг с водна пара с електрическо загряване през следващите пет години. Същевременно ще е нужно да се извършват тестове на материали, за да се установи кои метали могат да издържат на високите електрически токове и са подходящи за този вид високотемпературен реактор. 

Повече за ангажимента на BASF за чиста енергия и защита на околната среда и за Програмата за управление на въглеродните емисии на BASF

Kohlenstoffmanagement: Neuer Prozess für sauberen Wasserstoff

Управление на въглеродните емисии: Нов процес за чист водород

При производството на водород също се отделя значително количество CO2. В химическата индустрия се използват големи количества водород като реагент. Например в BASF се използва за синтез на амоняк. Водородът също ще бъде от основно значение за голям брой решения за транспорт въз основа на устойчива енергия и съхранение на енергия за в бъдеще. Заедно със своите партньори BASF разработва нов процес за производство на водород от природен газ. Тази технология разделя директно природния газ на съставните му части – водород и въглерод. Полученият твърд въглерод би могъл потенциално да се използва при производството на стомана или алуминий. Този процес на пиролиза на метана изисква сравнително малко енергия. Ако въпросната енергия идва от възобновяеми източници, ще е възможно водородът да се произвежда в индустриален мащаб без емисии на CO2.

 

Повече за ангажимента на BASF за чиста енергия и защита на околната среда и за Програмата за управление на въглеродните емисии на BASF

Kohlenstoffmanagement: Neue Katalysatoren für saubere Olefine

Управление на въглеродните емисии: Нови катализатори за чисти олефини

Като основен междинен продукт с голям обем олефините представляват особено важна област, в която BASF се стреми да създаде нови процеси с ниски нива на емисиите. Значителните емисии на CO2 в резултат от текущите производствени методи при крекинга с водна пара също биха могли да се намалят значително чрез „сухо реформиране“ на метана. При този процес се създава синтетичен газ, който се преобразува в олефини чрез междинна стъпка с диметилов етер. Изследователите на BASF успяха да намерят начин да го постигнат за първи път благодарение на нови, високоефективни каталитични системи. Тези катализатори от ново поколение се предлагат на пазара в сътрудничество с Linde. В зависимост от наличността на суровини и възобновяеми енергийни източници този новаторски процес би могъл да допълни или замести потенциалното електрическо загряване при крекинга с водна пара. 

 

Повече за ангажимента на BASF за чиста енергия и защита на околната среда и за Програмата за управление на въглеродните емисии на BASF

Управление на въглеродните емисии: Нова химия за употреба на CO2

BASF също така представя нов подход за употребата на CO2 като химическа суровина за производството на натриев акрилат от етилен и CO2. Натриевият акрилат е важен компонент за производството на суперабсорбиращи материали, които се използват за пелени и други хигиенни продукти. Преди няколко години изследователите в подпомаганата от BASF Catalysis Research Laboratory (CaRLa) (Лаборатория за изследвания на катализаторите) към Хайделбергския университет успяха за първи път да приключат успешно каталитичния цикъл за тази реакция. Междувременно експертите на BASF постигнаха важен напредък в увеличаването на този процес до индустриален мащаб и демонстрираха, че е възможно да бъде внедрен успешно в лабораторен мащаб в мини производствено съоръжение. Ако се направи сравнение с текущия метод за производство на суперабсорбиращи материали на базата на пропилен, в новия процес CO2 ще замени около 30% от изкопаемите горива, при условие, че по-мащабният процес се окаже също така стабилен и за предпочитане от енергийна гледна точка. 

 

Повече за ангажимента на BASF за чиста енергия и защита на околната среда и за Програмата за управление на въглеродните емисии на BASF

Дигиталните технологии имат все по-широко въздействие върху научноизследователската и развойната дейност. Управлението на големи масиви от данни се превърна в решаващ фактор за бъдещ успех в областта на науката и икономиката. Благодарение на ориентирания към дигиталните технологии подход на BASF изготвянето на виртуални модели и компютърни симулации върви ръка за ръка с физичните експерименти в лабораториите. Те се допълват. Симулациите подпомагат подготовката на експериментите и улесняват прогнозирането, докато при експериментите се извеждат измерими резултати и се оценяват компютърните модели. Това води до по-адекватно разбиране на химичните продукти и процеси и така дава възможност за постигането на по-добри иновации за по-кратко време. Основен елемент е новият, съвместно проектиран и разработен с Hewlett Packard Enterprise (HPE) суперкомпютър, който ще бъде внедрен в Лудвигсхафен през лятото. Със своята производителност от 1,75 петафлоп той предлага около 10 пъти повече изчислителна мощност в сравнение с текущата мощност за научни изчисления на BASF. Суперкомпютърът на BASF се нарежда на 65 място в класацията на 500-те най-големи компютърни системи в света.

Дигитализацията предоставя на изследователите допълнителни възможности да реализират творческите си идеи и да си сътрудничат активно с колеги от цял свят. Според специалистите на BASF от голямо значение е цифровите технологии да бъдат внедрени директно в ежедневната работа на екипите по научноизследователска и развойна дейност. Необходим е пряк достъп до основани на знанието схеми с цел ефективно решаване на проблеми, което също така разкрива нови хоризонти. Една облачна платформа за приложения например значително ще улесни всички изследователи при разширяването на техните мрежи на знанието.
През последните месеци успешните проекти на изследователи от BASF демонстрират огромния потенциал на дигитализацията при научноизследователската работа. Изследователите имаха възможност например за пръв път да проведат методичен анализ на данните относно катализаторите, използвани при производството на междинния продукт етиленов окис. При анализа бяха установени връзките между формулирането и свойствата на приложение на катализаторите, което дава възможност за по-точното и бързо прогнозиране на ефективността и жизнения им цикъл.
Друг пример са компютърните симулации на микрокапсулирането. То се използва за защита на активните съставка, като например от влага и кислород. С помощта на симулациите разбираме по-добре и можем да предвиждаме сложните химични и физични взаимодействия в самата микрокапсула, което дава възможност за по-точно планиране на лабораторните изследвания.

BASF има важно място и в дигиталния преход в селското стопанство, където компанията разчита на вътрешно и външно сътрудничество. С помощта на онлайн приложението Maglis® фермерите могат да използват наличната информация по-ефективно и да вземат по-добри решения относно обработката на полетата. Компанията ZedX, придобита от BASF в края на май, специализира в разработването на агрономически модели за метеорологичното време, растежа на растенията и поразявания, като например от болести, плевели и вредители. BASF и ZedX разработиха съвместно модел, който въз основа на метеорологичните и екологичните условия определя подходящия прозорец за приложение на хербицид на BASF.

Ein Pilz als lebende Fabrik / A Fungus as a living factory

Учените на BASF от научноизследователската платформа Bioscience Research разработиха подобрена фитаза (Natuphos®E) за изхранване на животни. Фитазата е ензим, който помага на животните по-добре да храносмилат съдържащия се в растенията фосфат. Много ензими обаче са чувствителни на загряване и се унищожават от високите температури при процеса на пелетиране, прилаган в производството на фуражи, и така губят действието си. За да разработят ефективна, термоустойчива фитаза, изследователите на BASF проучиха множество различни фитази, срещани в бактерии, и от тях разработиха най-добрия хибрид, прилагайки биотехнологични методи. Впоследствие той бе доусъвършенстван и бе разработен подходящ производствен щам, базиран на гъбата Aspergillus niger, за ферментацията (биотехнологичното производство) на ензима. Новата фитаза вече е пусната на пазара в някои страни в Азия и Южна Америка, както и в САЩ. Одобрението ѝ в Европа се очаква през 2016 г.

Spezial-Zeolithe für Abgaskatalysatoren / Specialty Zeolites for automotive emission catalysts

Научноизследователската платформа „Изследване на процеси и химично инженерство“ работи по специализирани зеолити като медния хабазит на BASF, които играят изключително важна роля в катализаторите за контрол на емисиите от дизелови двигатели, тъй като много ефективно отстраняват азотните оксиди от изгорелите газове. Търсенето на модерни катализаторни системи за автомобилите постоянно нараства поради все по-строгата нормативна уредба относно емисиите. За удовлетворяване на това търсене изследователите на BASF непрекъснато полагат усилия за разработване на следващо поколение специализирани зеолити. Чрез специални суровини и сложни процеси те успяват да променят размера на порите така, че частиците в катализатора да бъдат по-устойчиви. BASF разработи и катализаторна технология на основата на елемента бор (BoroCatTM), която дава възможност на рафинериите да повишат добива на ценни продукти, като бензин, дизел и други горива от суров петрол. Съдържащият се в нефта никел е особено голямо предизвикателство при преработката, тъй като той значително увеличава нежеланите вторични продукти, като нефтен кокс и водород. Със своята оптимизирана структура на порите новият катализатор с каталитичен крекинг тип „флуид“ (FCC) BoroCat улавя никела при преработката и така предотвратява нежелани химични реакции.

Акцентът на научноизследователската платформа „Високонаучни изследвания на материали и системи“ е темата „Шум, вибрации и сътресения“. Експертите на BASF изследват възможностите за максимално намаляване на нежелания шум и вибрации чрез дизайна на материалите и компонентите. Това става все по-важно, тъй като с все по-широката автоматизация в домовете и на работните ни места, фоновият шум и вибрациите продължават да нарастват. Същевременно самите шумове се променят. При електромобилите например двигателите са по-тихи, но възникват други шумове с дразнещи честоти, които трябва да се намалят. Друг пример са домакинските електроуреди. Поради все по-интензивната урбанизация все повече хора живеят в тесни пространства. Увеличава се не само броят, но и мощността на електроуредите, с които разполагат домакинствата. Необходимо е максимално ограничаване на шума и вибрациите, до които води това. Интердисциплинарен екип на BASF от химици, физици и инженери усъвършенства различни полимерни решения, които могат да се използват за оптимизиране на честотите в доловимия от човека диапазон: от 1 до 20 000 херца. В зависимост от честотния диапазон и изискванията, чрез компютърни симулации екипът успява да промени дизайна на компонентите и/или молекулярната или пенеста структура на използваните материали (полиамиди, полиуретани, пяна от меламинови смоли).