2019-2030 йилларда мамлакатимизда ялпи ишлаб чиқариладиган электр энергиясида қуёш ва шамолдан олинадиган энергия улушини 13,8 фоизга етказиш мақсад қилинган. Қуёш ва шамолдан энергия олиш эса кўп жиҳатдан об-ҳавога боғлиқ. Шу боис, бу энергия қуввати камайганда унинг ўрнини тўлдириш учун бошқа арзон ва экологик тоза манбаларни излаб топишга эҳтиёж пайдо бўлмоқда. Шунингдек, экологик муаммолар ва уларни бартараф этиш билан боғлиқ бугунги ҳолат водород энергетикасини янада ривожлантиришни талаб этяпти.

Халқаро экспертлар 2050 йилда водород энергетикаси улуши дунё миқёсида 18 фоиз, 2100 йилда 40 фоиздан ошишини тахмин қилмоқда. Европа Иттифоқи мамлакатлари водород энергетикасини ривожлантириш орқали атмосферага чиқариладиган карбонат ангидрид миқдорини 95 фоизгача камайтиришни режалаштирган.

Шу мақсадда дунёда водород энергетикасини ривожлантириш ва ундан самарали фойдаланиш бўйича кенг миқёсли илмий-амалий ишлар олиб борилмоқда. Масалан, Европа Иттифоқи 2050 йилгача ёнилғига бўлган умумий эҳтиёжнинг 25 фоизини водород воситасида таъминлашни мақсад қилган.

Япония водород дастурида 2020 йилда 1,4 миллион, 2030 йилда эса 5,3 миллион дона водородли ёнилғи элементини фойдаланишга топшириш кўзда тутилган. Хитойда 2050 йилда жами ишлаб чиқариладиган электр энергияси ҳажмининг 10 фоизи водород ҳиссасига тўғри келиши белгиланган.

Водород энергетикаси ҳозирга қадар кенг оммалашмаганига асосий сабаблардан бири уни ишлаб чиқариш таннархи юқорилигидир. Шунингдек, сақлаш хавфсизлиги ва бир масофадан иккинчи масофага узатиш ва албатта, ушбу соҳанинг янгилиги яна бир сабабдир. Мавжуд технологиялар ёрдамида бир бирлик водород энергияси олиш учун 4-6 бирлик энергия сарфланади. Масалан, табиий газдан фойдаланиб водород олиш учун 12000С, сувни парчалаб олиш учун эса 16000С ҳарорат зарур.

Мамлакатимизда водород энергетикасини ривожлантириш учун дастлабки қадамлар қўйилган. Масалан, Фанлар академиясининг Материалшунослик институтида водородни синтез қилиш, рух билан сувни аралаштириш ҳамда қуёш энергияси воситасида водород ажратиб олиш бўйича тадқиқотлар қилиняпти.

Умуман олганда, Материалшунослик институтининг еттита лабораториясида бажарилаётган фундаментал изланишлар асосан, маҳаллий хомашёдан фойдаланган ҳолда, одатий технологиялар ёки мужассамлашган қуёш нури ёрдамида янги материаллар ишлаб чиқишга асосланган. Кенг қўлланиш соҳасига эга функционал керамика, ўта ўтказувчан ҳамда селектив ютиш қобилиятига эга материаллар билан бир қаторда водород синтези технологиялари шулар жумласидан.

Катта қуёш қурилмаси имкониятлари

Катта қуёш қурилмаси технологик минорасида жойлашган қиздириш ускуналари ёрдамида саноқли дақиқада юқори ҳароратга (2500-3000) эришишдан ташқари ўта соф материаллар синтез қилиш ва одатий технологиялар йўли билан олиш ўта қимматга тушадиган (масалан, карбон толалар) ишлаб чиқариш жараёнини арзон усулга алмаштириш мумкин.

Одатий электр, газ орқали қиздириш ускуналари ёрдамида 1500 дан юқори ҳарорат олиш учун камида 12-20 соат вақт сарфланади. Бизнинг қурилмада бу ҳароратни олиш учун бир неча сония атрофида вақт кифоя. Тўғри, саноат даражасидаги ишлаб чиқариш билан қурилмамизнинг эритиш майдонидаги ишлаб чиқариш ҳажмини солиштириб бўлмайди. Шу боис, Дрезден техника университети ҳамда Жанубий Корея нодир металлар институти билан биргаликда кам ҳажмли, лекин юқори қийматга эга маҳсулот ишлаб чиқариш устида ишлаяпмиз. Айниқса, олмон олимлари билан бажарилаётган иш диққатга сазовор. Улар 1 килограммининг нархи 200 АҚШ долларидан 350 долларгача турувчи карбон толалар ишлаб чиқариш учун қуёш печидан таралувчи юқори ҳароратдан фойдаланишни таклиф қилди. Бу ғоя Инновацион ривожланиш вазирлиги томонидан қўллаб-қувватланди ва маблағ ажратилди. Ҳозир ёш олимлар бошланғич тажрибалар олиб боряпти.

Истиқболли ишланмалар

Институт 20 йилдан бери “Ўзбекнефтгаз” АЖ корхоналари учун табиий газни турли бирикмалардан тозалаш ва қуритишда ишлатиладиган инерт керамик шарлар ишлаб чиқаради. Бундай шарга мамлакатимизда йиллик эҳтиёж 600 тоннани ташкил қилади. Ишлаб чиқариш ҳажмини ошириш ҳисобига 2023 йилга бориб, импорт ўрнини тўлиқ қоплаш режалаштирилган. Ишлаб чиқаришни тизимли йўлга қўйиш учун институт ҳузурида “Керамика Қуёш” МЧЖ ташкил этилди. Унга Инновацион ривожланиш вазирлиги гранти ҳисобидан қўшимча ускуналар ҳамда газ печи сотиб олиниб ўрнатилди. Бу йил “Урганчтрансгаз” унитар корхонаси билан 450 миллион сўмлик шартнома ҳам имзоланди.

Яна бир янги ишланма “Олмалиқ КМК” АЖ эҳтиёжи учун олеин кислотасини ишлаб чиқаришда қўлланади. Бу кислотага биргина ОКМКнинг йиллик эҳтиёжи 400 тоннани ташкил этади. Шу ҳолатда ҳам ишлаб чиқариш ҳажмини ошириш ҳисобига 2023 йилдан импортни тўхтатиш режалаштирилган.

Импорт ўрнини босиш режалаштирилган нав батдаги ишланма пайвандлаш электродлари учун шихта (ёнувчи қобиқ) ишлаб чиқаришдир. Институт олимлари маҳаллий хома шё асосида шихта таркибини ишлаб чиққан ва синовдан муваффақиятли ўтказган. Бу маҳсулотга юртимиздаги йиллик эҳтиёж ўртача 14 минг тоннани ташкил қилади ва бу эҳтиёж йилдан-йилга ошиб бормоқда. 2024 йилдан импортни тўхтатиш кўзда тутилган.

Экспортга йўналтирилган технологиялар

Институт олимлари қийин пайвандланадиган конструкцион пўлат (титан, никель, алюминий ва бошқалар) ҳамда қотишмаларни пайвандлаш учун янги флюслар ишлаб чиқди. Бу қалинлиги 4 миллиметрдан ортиқ металларни бир ўтишда юқори сифатда пайвандлаш имконини беради. Муқобили йўқ бу ишланма Тошкент қувур заводи ва “Олмалиқ КМК” АЖда саноат синовидан ўтказилган. Жанубий Корея саноат технологиялари институти (KITECH) билан Hyundai Shipping корхоналарида синовдан ўтказиш режалаштирилган.

Экспортга йўналтирилган яна бир ишланма — агрессив муҳитдаги металл юзаларнинг коррозион турғунлигини ошириш учун ишлатиладиган лок-бўёқларни полимерлаш ускунаси. Ишланма Германиянинг SPS Group ва PRE Infratherm компаниялари билан AUDI, BMW, MAN, DAIMLER корхоналарида синовдан ўтказилмоқда.

Мамлакатимиз иқтисодиёти учун зарур бўлган яна бир ишланма — иссиқхоналарни ёпиш учун ишлатиладиган ҳароратни мўътадиллаштирувчи нанокомпозит плёнка. Бу ишланма иссиқхоналарни ташқи энергиясиз қиздириш ва совитиш имконини беради, ҳосилдорлик 50 фоиз ортади. ХХР ва Испанияда 1 гектар майдонда синовдан ўтказилмоқда. Бу ишланманинг ҳам муқобили йўқ.

Глобал муаммолар ечими

Ҳозир институт олимлари “яшил” водород олиш технологиялари ва материаллари устида изланмоқда. Жумладан, Инновацион ривожланиш вазирлиги молиявий қўллаб-қувватлови билан 10 кВтлик фотовольтаик станция негизида 10 кВтлик водород синтези қурилмасини ишлаб чиқиш инновацион лойиҳаси доирасида “яшил” водород олиш ишлари якунига етказилди. Институтимизнинг Паркент туманидаги ҳудудида ушбу қурилма ўрнатилиб, ҳозир водород синтезига ва экспериментлардан ташқари пайтда институт периметрини ёритишга ишлатилмоқда.

Институт олимлари таклиф этаётган яна бир ишланма ис газини йиғиш ва иссиқхоналарда қўллаш учун ғовакли абсорберлардир. Бу ишланма қўлланганда ис гази ҳаводан ёки саноат корхоналари ҳудудидан йиғиб олиниб, иссиқхоналарга йўналтирилади ва ўсимликларнинг интенсив ўсишини таъминлаш билан бирга, карбонат ангидрид газини камайтиришга сабаб бўлади.