Источник фото: Алексей Князев
Интересное

Катализатор успеха: как выпускник ТГУ стал модернизировать большую химическую промышленность

20:00 / 19.11.21
7030

Алексей Князев – это уже четвертое поколение семьи ученых-химиков

Мы в социальных сетях:
Студенческие годы – одна из вех, определяющих жизнь человека, а общность по отношению к вузу – повод для гордости. Где бы ни оказались выпускники Томского госуниверситета, какой бы профессиональный путь ни выбрали, Томск для них – alma mater. В третьем сезоне проекта «Выпускники ТГУ» мы собрали истории, как учились и с чего начинали люди, связавшие жизнь с предпринимательством и IT.

Алексей Князев – это уже четвертое поколение семьи ученых-химиков, работавших в томских вузах. Почему он сам выбрал Томский госуниверситет, когда случился ренессанс российской науки и как с нуля построить инжиниринговый бизнес, выручающий химическую промышленность по всей России, Алексей Князев рассказывает в спецпроекте «Выпускники ТГУ».

Алексей Князев, доктор химических наук, директор Инжинирингового химико-технологического центра ТГУ

Продолжение династии

«Мои прабабушка и прадедушка окончили «менделеевку» (РХТУ им.Д.И. Менделеева) и в пятилетку химизации всей страны, которая началась в 1938 году, приехали развивать химию в Томск. Прадед, Николай Павлович Курин, был уже со степенью и возглавил одну кафедру в ТПИ, прабабушка (Гения Абрамовна) — другую, портреты обоих висят сейчас во 2-м корпусе Политеха. У прадеда есть еще обелиск в 10-м корпусе — потому что спустя какое-то время он начал заниматься ядерной физикой и возглавил 43-ю кафедру, которая готовила кадры под строительство СХК».

Его сын, мой дедушка Михаил Николаевич Курин, также отучился в Москве в РХТУ, вернулся в Томск и возглавил 13-ю кафедру — ту, которая занимается исследованиями на экспериментальном ядерном реакторе. Его жена, моя бабушка Лариса Николаевна, приехала из Новосибирска и поступила в Томский госуниверситет на химфак, где потом работала всю жизнь. Руководила кафедрой физической и коллоидной химии, создала лабораторию каталитических исследований. Мама, Елена Михайловна, тоже каталитик, сейчас — преподаватель кафедры общей и органической химии в ТПУ.

В общем, химии в моей жизни всегда было много. Специально мне ее никто не навязывал, но… принести домой химические реактивы (типы дьюар с жидким азотом), чтобы показать какие-нибудь прикольные  эксперименты? Да легко! Логично, что в конце концов я оказался в Химическом лицее при Политехе. Почти весь наш класс ушел в ТПУ, а я поступил в Томский государственный университет (это было в 1995 году). Не хотел быть инженером – хотел больше классического образования и науки.

«У нашей группы все преподаватели были сильными. Это важно: химия – такая наука, где без одного кусочка не сложится пазл. Она слишком структурирована, но при этом вся строится на исключениях, как русский язык. Талантливые химики-синтетики часто работают на ощущениях: начинаешь что-то синтезировать, а у тебя вообще все не так, как в учебнике. Потому оказывается, что в воде присутствует железо, и оно не даёт идти процессу – вода не бывает предельно чистой, какой подразумевается в учебнике».

Учился я после химического лицея легко, и у меня был челлендж — получать повышенную стипендию. Для этого надо было сдать две сессии на отлично (правда, потом барьер отодвигался все дальше – четыре, шесть сессий…). Это требовало чуть больше усилий, но я разработал стратегию, как знать предмет на пять, а главное, как сдавать его на пять. С первым секрета нет: я садился и учил предмет, целыми днями. Благодаря этому знал его досконально. За ночь до экзамена в уме повторял все цифры и формулы. А поскольку у преподавателя могло возникнуть подозрение, что я пользовался шпаргалкой, при формулировании ответов нарочно что-то не дописывал. Он такой: «О! У вас тут пропущено! Походу, списали!» А я в ответ: «Нет, я просто сократил. Хотите – распишу». И расписывал формулу у него на глазах. Работало всегда безотказно.

Сила мысли

Лариса Николаевна (Курина)  всю жизнь занималась катализом, и именно она привела меня в свою лабораторию, о чем я нисколько не жалею: каталитическое направление — одно из самых сильных на химфаке. Это увлекательнейшая история: взять химический процесс и облегчить его протекание. Например, чтобы получить аммиак из азота и водорода, нужно создать  немыслимые условия по температуре и давлению. А с катализатором реакция пойдёт легко и при более щадящих условиях – стоит только продуть эти два вещества через платиново-палладиевую сеточку.

«Катализатор изменяет путь реакции, снижает серьёзные энергетические барьеры для химических процессов. Не зря Центр развития «Газпромнефти», который сейчас создается (в том числе при участии ИХТЦ ТГУ), будет сконцентрирован именно на разработке новых катализаторов. Вся современная нефтехимия и газохимия зависят от них. Да, есть какой-то классический, устоявшийся набор (например, как для получения серной кислоты), но всегда можно сделать лучше. Допустим, если за один химический акт мы получаем увеличение выхода даже на две сотых процента (было 98,7%, стало 98,72%), в масштабе тысяч тонн это будет иметь весомое значение».

В университете мы, в частности, исследовали катализаторы окисления спиртов. Химическим способом  из спиртов можно получать другие классы химических соединений, например, из метилового спирта — формальдегид, из этилового — ацетальдегид. Мы занимались тем, что из этиленгликоля получали глиоксаль. Одна тонна глиоксаля стоит сейчас 150 тысяч рублей, если умудриться сделать хороший катализатор, который будет в щадящих условиях и с высокой конверсией и селективностью «давать» глиоксаль, цену можно снизить процентов на 30-40. Это если объяснять с точки зрения денег.

С точки зрения химии задача специфична: молекула этиленгликоля симметрична, там две OH-группы, катализатор должен либо одновременно, либо последовательно одну и вторую группу превратить в альдегидную («оторвать» от нее два водорода). Мы знали, что для этих целей эффективно серебро, и искали, что бы такое добавить к серебру, чтобы оно стало работать еще лучше. Остановились в итоге на фосфоре  — и эффективность катализатора резко возросла, сразу процентов на 15. Этот результат мы получили в 2003 году, я уже учился в аспирантуре химфака. В 2004-м защитил кандидатскую по этой теме (позже – и докторскую), а два года спустя возглавил лабораторию каталитических исследований ТГУ.

Внедрить и заработать

Когда я стал заведующим лабораторией, то уже гораздо меньше работал руками, но участие в экспериментах и обсуждении результатов принимал. Если сравнивать мою эффективность как руководителя лабораторией и ученого, то я сделал правильный выбор — кому-то нужно было заняться администрированием процессов и привлечением денег, которые я тогда пускал на покупку оборудования, ремонт, зарплаты ребятам. В 2004 году как раз началась история с мегагрантами, а с 2007-го по 2013-й реализовывались две федеральные целевые программы («Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» и «Приоритетное развитие науки и техники) с великолепными деньгами. Это, я считаю, был ренессанс российской науки: деньги были не космические – на всю страну распределялось 30-40 миллиардов рублей, но прелесть была в том, что финансирование на 3-5-10 миллионов получали маленькие проекты, и их было сотни. Нескольких миллионов было достаточно, чтобы закрыть потребности группы ученых на 2-3 года. У нас был большой коллектив (численность доходила до 100 человек!), мы писали и выигрывали массу грантов по ФЦП. Суммарно за шесть лет привлекли 700-800 миллионов рублей, в том числе за счет работы с партнерами – мы помогли бийскому заводу ФНПЦ «Алтай» построить новое производство (2010 год) и модернизировали производство плит ДСП «Томлесдрева» (2013 год).

«Для «Томлесдрева» мы разрабатывали вещества на основе глиоксаля, которые существенно снижали токсичность плит ДСП. Я очень благодарен директору предприятия Антону Начкебии – он взял на себя определенные риски. Но поверил в нас не зря. К слову сказать, мы ожидаем рост интереса к этой работе – цены на импортные составляющие выросли настолько, что решения, которые казались дорогими 10 лет назад, сейчас имеют очень привлекательную экономику». 

Именно тогда я увидел, что промышленники, которые приходят в лабораторию, вообще не верят, что все это реально. Я им хожу, с горящими глазами показываю — смотрите, у нас тут в колбе осадок, который сделает вашу плиту экологичной! Они такие: «Ну хорошо, давайте испытаем». – «А сколько надо?» — «Тонну». — «Ой, а тонны у меня нет». Однажды нам пришел заказ на килограмм глиоксаля, я помню, мы вчетвером (я, Алексей Крейкер, Виктор Мальков и Дарья Кокова) трое суток посменно нарабатывали этот килограмм на нашей лабораторной установке. Сделали, отправили им, а нам в ответ: «Супер, дайте еще пять!».

И тут я понял, что у нас совсем нет инфраструктуры для внедрения. Рядом с университетом нужен какой-то цех, где должна быть возможность масштабирования разработок хотя бы до полупромышленного уровня. ИХТЦ ТГУ, появившийся в 2015 году, – это отражение тех идей. Он стал «адаптером» вузовской науки к производству. Сейчас мы решаем задачи для промышленных производств со всей страны – этого практически никто больше не делает. В 2021 году выручка ИХТЦ будет несколько сотен миллионов рублей, прибыль – несколько десятков миллионов. Из  своей прибыли мы потратим около 8 миллионов на поддержку химического образования и науки в ТГУ. Университет дал мне все возможности, чтобы я смог стать успешным. Теперь я чувствую потребность возвращать alma mater долг.

«7-10 лет – это нормальный цикл внедрения разработки в химии. Он один из самых длинных в бизнесе, если сравнивать срок масштабирования производств и срок окупаемости. Например, в ресторан нужно вложить 5 миллионов, через год он окупится, затем года 3-4 ты будешь получать прибыль. А в химии ты должен потратить на создание технологии 7-8 лет, объем инвестиций измеряется миллиардами. Но и срок жизни химического производства – 100-150 лет».

Интервью записано 29.08.2021


Университет без границ — интерактивный медиапроект о выпускниках ТГУ. Большие достижения, интересный путь и благодарность к альма-матер: читайте потрясающие истории на сайте проекта.