Россия, наряду с США и Саудовской Аравией, входит в тройку ведущих нефтедобывающих государств мира. Доказанные запасы, лежащие в наших недрах, превышают 18 миллиардов тонн. Залежи природного газа — наиболее перспективного вида ископаемого топлива — ещё значительнее. Они оцениваются в 49 триллионов кубических метров, это самый большой на планете показатель. То же самое можно сказать и про уголь, который останется востребованным продуктом и в будущем. Ведь его можно использовать не только в качестве энергоресурса, но и как сырьё для производства востребованных экономикой товаров — аммиака, метанола, водорода и ряда других. 196 млрд тонн — таковы российские резервы. Их хватит на столетия вперёд.

Однако для того чтобы полностью раскрыть тот потенциал, который был заложен природой, необходимо создавать и внедрять в производство инновационные технологии переработки ископаемого топлива, увеличивать её глубину и заниматься комплексной модернизацией нефтеперерабатывающей промышленности, в том числе, для того, чтобы создавать новые высокомаржинальные продукты, востребованные внутренним и глобальным рынками. Именно в этом видят свою задачу учёные Горного университета.

В результате роста численности населения планеты и, как следствие, развития индустриального производства в процесс переработки вовлекается все большее количество сырья. Однако степень его рационального использования недостаточно высока. Эта проблема усугубляется из-за постепенного снижения качества ресурсов, что требует внедрения все более совершенных методов обогащения. Кроме того, традиционные технологии, направленные в основном на получение одного конкретного компонента, характеризуются повышенным уровнем образования техногенных отходов. В то же время одной из наиболее актуальных задач, стоящих перед бизнесом и наукой, является именно минимизация антропогенного воздействия на окружающую среду.

В этой связи чрезвычайно важными становятся научно-исследовательские проекты и новые технические решения в области переработки минеральных ресурсов и отходов производства с целью их вовлечения в процессы рециклинга, связанного, как с прямым возвратом в конкретный технологический процесс, так и с разработками самостоятельных решений по их утилизации.

Минерально-сырьевой комплекс имеет для России стратегическое значение, он составляет до 70 % нашего ВВП и приносит большую часть валютных поступлений. В России, например, ежегодно добывается порядка 100 миллионов тонн железной руды, что позволяет ей входить в пятерку крупнейших в мире производителей. При этом запасы, лежащие в наших недрах — 58 миллиардов тонн. Подобными цифрами не может оперировать ни одно другое государство. В природных кладовых России находится около 8 миллионов тонн никеля и порядка 98 миллионов тонн меди. Это наиболее перспективных металлы, спрос на них будет расти особенно бурными темпами, поскольку они востребованы производителями ветрогенераторов и электромобилей.

В то же время запасы цветных и благородных металлов, которые составляют сегодня значительную часть экспорта, ограничены и могут быть отработаны в течение ближайших 12-15 лет. Значительная доля запасов низкого качества является основной причиной того, что в эксплуатацию в настоящий момент вовлечен сравнительно небольшой процент разведанных месторождений.

Во всем мире научные исследования в области рационального использования природных ресурсов сконцентрированы на изучении вопросов наиболее полной подготовки и обогащения руд, технологий гидро- и пирометаллургии. Эти изыскания позволяют акцентировать внимание на вопросах комплексности извлечения металлов, технологиях ресурсосбережения и энергоэффективности. Научно-исследовательские проекты в основном сосредоточены на четырех направлениях: геология, горное дело, металлургия и окружающая среда.

Благодаря уникальному сочетанию функциональных качеств алюминий остаётся главным конструкционным материалом ХХI века. По объемам использования в самых разных отраслях промышленности он уступает только железу.

В чистом виде алюминий в природе не встречается, и для его получения используют технологии электролиза, требующие большого расхода электроэнергии.  По этой причине наряду со стремлением к увеличению производительности действующая технология получения алюминия постоянно совершенствуется. Параллельно продолжаются попытки внедрить в производство метод электролиза расплавленных солей на твердых электродах, в том числе с применением инертных анодов. С одной стороны, эти работы объясняются потенциальной возможностью существенного увеличения удельной производительности алюминиевых электролизеров при вертикальном расположении электродов. С другой – стремлением к минимизации расхода электроэнергии и удовлетворению ужесточающихся экологических нормативов.

Несмотря на интенсивные исследования и значительные инвестиции ведущих мировых производителей алюминия на протяжении 130 лет развития отрасли, все попытки использовать инертный анод и смачиваемый алюминием TiB2-катод при электролитическом способе получения металла не находят коммерческого выхода. Причины затруднений в повышенной коррозии анодов, пассивации катодов и нестабильном процессе электролиза, а также отсутствии доступной технологии производства диборида титана TiB2 для электродов.

В этой связи и на основании существующего предварительного опыта теоретических разработок и лабораторных исследований необходимо создать технологические и материаловедческие основы для построения алюминиевых электролизеров нового поколения.