0

Новый вид пластика номинирован на премию «материал будущего»

15.09.2019
До сих пор углерод, необходимый для производства пластмасс, был получен из ископаемого топлива - номинированному исследовательскому проекту удается выгодно извлекать углерод из выбросов CO2. (Фото: Немецкая премия будущего / Ансгар Пуденц)

Новые виды пластика, сверхвысокое электромагнитное поле МРТ и новая технология для обработки данных в компаниях – одни из самых значимых новинок на немецкой премии «Future Prize».

Были объявлены номинанты на «Премию будущего» Германии - какое из трех выдающихся достижений в области исследований будет представлено на итоговой сессии жюри 27 ноября? Далее трое основных претендентов в номинации на премию:

CO2 как сырье для новых видов пластика

В то время как электростанции, транспортные средства и промышленные компании выделяют углекислый газ (CO2), химической промышленности нужен углерод для производства пластмасс. Идея доктора Кристофа Гюртлера (Covestro AG), профессора Вальтер Лейтнер (RWTH Aachen University, Институт Макса Планка, Мюльхайм-на-Руре) и др. Берит Станге (Covestro AG) представляет собой цикл с использованием части углекислого газа, выделяемого при промышленном производстве в качестве сырья для производства новых материалов.

Ученые разработали химический процесс на основе специально разработанных катализаторов, который позволяет использовать CO2 для производства полиолов, исходного материала для пластмасс. До сих пор углерод для химической промышленности получают из нефти, природного газа или угля. Вместо этого использование углерода из диоксида углерода, который доступен без дополнительных ископаемых работ, может сэкономить ископаемые ресурсы и в то же время оптимизировать негативный эффект загрязнения атмосферы от химической промышленности.

Ученым пришлось решить ряд задач, прежде чем им удалось разработать оптимальный цикл: молекулы СО2 очень инертные, поэтому для их разделения требуется много усилий. Это, в свою очередь, приводит к высокому потреблению энергии, что может обнулить все экологические и экономические выгоды. Чтобы решить эту проблему, исследователи разработали катализаторы для реакции с CO2, при которой молекулы реагируют с меньшей энергией на полиолы, из которых можно получить полиуретан. При этом процесс может быть интегрирован в существующие производственные процессы.

С 2016 года компания Covestro эксплуатирует пилотную установку, которая производит полиолы с долей содержания CO2 до 20 процентов. В настоящее время завод может производить до 5000 тонн полиолов на основе CO2. Мировой спрос на полиольные компоненты составляет 4 миллиона тонн в год, из которых 20 процентов будет производиться с использованием CO2 из выхлопных газов, в этом случае экономя ископаемого топлива и соответствующего количества выбросов CO2 может составить до 150 000 тонн в год.

Process Mining - мониторинг и улучшение бизнес-процессов

Чтобы полностью использовать потенциал оцифровки и использовать существующие данные в качестве преимущества, все еще отсутствуют необходимые технические средства. На этом этапе в работу проекта включились трое разработчиков, Александр Ринке, Мартин Кленк и Бастиан Номиначер, которые создали универсальный инструмент под названием «Процесс добычи». Приложение позволяет визуализировать сложные, переплетенные между собой процессы во всех сферах деятельности компании и на основе анализа собранных данных предлагает необходимые меры для оптимизации процессов. Номинантами «Премии будущего» являются основатели компании Celonis SE, которая появилась в 2011 благодаря выпускникам Технического университета Мюнхена и на данный момент успешно внедряет технологии на рынок.

Инструмент разработан для того, чтобы дать организациям возможность исследовать и визуализировать корпоративные процессы во всех дисциплинах, независимо от IT-среды. Для этой цели инструмент анализирует всю информацию о цифровых процессах в компании, которая записывается в журналы событий. Эти данные автоматически оцениваются, что позволяет инструменту обнаруживать соединения и контексты, а также узкие места еще до того, как они смогут причинить убыток всей системы в целом. Технология основана на алгоритмах и машинном обучении. В дальнейшем приложение может быть внедрено в компаниях всех отраслей промышленности и размеров.

Система подходит для использования во всех отделах, таких как закупки или продажи, в логистике или производстве продукции. Чтобы упростить использование как можно большего числа пользователей, команда Celonis создала для этого веб-платформу: «Интеллектуальное бизнес-облако». На платформе доступны все функции приложения в режиме онлайн, которые регулярно расширяются и дополняются.

МРТ с ультравысоким полем обнаруживает заболевания на очень ранней стадии

Три кандидата наук, Кристина Триантафиллу (Siemens Healthineers AG), профессор Арнд Дёрфлер (руководитель Университетской больницы нейрорадиологии в Эрлангене) и профессор Марк Лэдд (руководитель медицинской физики, Немецкий онкологический исследовательский центр Гейдельберга) поставили перед собой исследовательскую задачу еще больше повысить потенциал магнитно-резонансной томографии (МРТ) за счет значительного увеличения напряженности магнитного поля. Эта методика делает возможным более детальное понимание человеческого тела и в будущем сможет применяться в клиниках.

С помощью изображений МРТ врачи смогут выявлять и лечить многие заболевания уже на ранней стадии. На сегодняшний день обнаружение на ранних стадиях воспалительных или дегенеративных заболеваний центральной нервной системы, таких как деменция, эпилепсия и рассеянный склероз, с современным разрешением традиционных систем МРТ является невозможным. Кроме того, требуется длительное время для обработки результатов исследования.

На сегодняшний день устройства, которые имеют чрезвычайно высокое разрешение, используются исключительно в фундаментальных исследованиях, поскольку сложные технологии делают устройства большими, тяжелыми и сложными. Новые подходы позволили трем кандидатам значительно уменьшить вес и размер устройств МРТ со сверхсильным полем. На основании исследований, компания Siemens Healthineers разработала устройство МРТ со сверхвысоким магнитным полем для больниц, которое уже используется в некоторых немецких клиниках.

Возврат к списку

Хотите подписаться на статьи электронного журнала "Электрорешения"?