Водород из недр: новый способ добычи топлива прямо в газовых скважинах
Об этом сообщает «Politexpert» со ссылкой на STD
Учёные из Сколтеха разработали уникальную методику получения водорода непосредственно на месте добычи природного газа. Этот метод позволяет не только извлекать водород с высокой эффективностью, но и удерживать углеродные выбросы под землёй. Таким образом, исследователи предложили технологию, которая потенциально может радикально изменить подход к производству чистого топлива, снизив углеродный след и затраты на транспортировку.
Суть инновации заключается в подаче пара, кислорода и катализатора в скважину, где происходит реакция горения прямо в пласте. В результате образуется смесь водорода и окиси углерода, откуда затем извлекается чистый водород. Остальные продукты реакции остаются под землёй, что предотвращает выброс парниковых газов в атмосферу и делает процесс экологически безопасным и энергетически эффективным.
Технология сжигания внутри пласта
Авторы проекта предложили многоступенчатый процесс, при котором природный газ подвергается преобразованию непосредственно в резервуаре. Первая стадия включает закачку водяного пара и катализатора, а затем в систему подаётся кислород, который запускает горение газа в породе. Температура достигает 800°C — показатель, который легко достигается при сжигании природного газа и не требует дополнительного подогрева.
Получившаяся в результате реакция смесь состоит из водорода и угарного газа. При этом углекислый газ, который также образуется, остаётся в геологической формации, не поднимаясь на поверхность. Это позволяет избежать дорогостоящего улавливания и хранения углерода на поверхности и сокращает вредное воздействие на окружающую среду.
Эксперименты в лабораторных условиях
Метод был опробован на лабораторных установках, моделирующих условия реального газового месторождения. Исследователи использовали раздробленную породу, метан и катализатор, а также регулировали давление на уровне, соответствующем подземным резервуарам. Анализ состава газа в процессе показал, что наибольший выход водорода происходит при высоком содержании пара и температуре в 800°C.
Результаты продемонстрировали эффективность до 45% по объёму водорода от общего количества газа. В некоторых случаях, при использовании инертных материалов, таких как пористая окись алюминия, эффективность возрастала до 55%. Это объясняется тем, что такие материалы не вступают в реакцию с компонентами газовой смеси и не влияют на чистоту получаемого водорода.
Удержание выбросов под землёй
Один из важнейших аспектов предложенной технологии — возможность локализации всех побочных продуктов горения внутри резервуара. Углекислый и угарный газы не выбрасываются в атмосферу, а остаются в породе. Это позволяет использовать существующие месторождения без риска увеличения глобального потепления и без необходимости дополнительной переработки отходов на поверхности.
Такая модель делает технологию не только экологически устойчивой, но и более экономичной. Нет нужды в строительстве сложной инфраструктуры для хранения или транспортировки углерода. Весь цикл проходит под землёй, а на поверхность выводится только водород, пригодный для использования в энергетике, транспорте и промышленности.
Возможности применения и следующий шаг
Исследователи подчёркивают, что метод основан на давно известных и надёжных технологических решениях, но адаптированных под задачу добычи водорода в полевых условиях. На следующем этапе планируется проведение пилотных испытаний непосредственно на реальных месторождениях, чтобы подтвердить эффективность технологии вне лаборатории.
Если технология подтвердит свою надёжность в промышленных масштабах, она может стать новым стандартом в производстве водорода и помочь ускорить переход к экологически чистым источникам энергии. Это особенно актуально с учётом стремления стран сократить выбросы углерода и диверсифицировать энергетические ресурсы.
Напомним, ранее мы писали о том, как ИИ меняет нейронауку.