Российские учёные разработали метод добычи водорода прямо из газовых скважин
Исследователи Сколтеха создали эффективный способ извлечения водорода из газовых месторождений, одновременно улавливая выбросы углерода под землёй. Эта разработка может произвести революцию в производстве чистой энергии.
Метод позволяет производить водород непосредственно на месторождениях природного газа с эффективностью 45%. Процесс включает закачку пара и катализатора в газовую скважину с последующим добавлением кислорода для инициирования горения. Катализируемая реакция создаёт смесь водорода и угарного газа, из которой водород можно эффективно отделить. Результаты исследования опубликованы в журнале Fuel при поддержке гранта Российского научного фонда.
В настоящее время около 80% мировой энергии поступает из ископаемого топлива, включая нефть и природный газ, которые при сжигании выделяют углекислый газ. Хотя природный газ считается более экологичным ископаемым топливом из-за меньших выбросов токсичных загрязняющих веществ по сравнению с нефтью, он всё равно производит значительное количество углекислого газа. Водородное топливо при использовании выделяет только водяной пар, что делает его более чистой альтернативой.
Команда из Сколковского института науки и технологий в Москве предложила извлекать водород из резервуаров месторождений природного газа, богатых углеводородами, содержащими большое количество водорода на молекулярном уровне. В предложенном многоэтапном процессе сначала в скважину закачивается пар вместе с катализатором, затем нагнетается воздух или чистый кислород для воспламенения газа непосредственно в резервуаре. При содействии пара и катализатора природный газ сгорает и превращается в смесь угарного газа и водорода.
Исследователи протестировали свой процесс в лабораторных реакторах, имитирующих реальную среду газового резервуара. Как показал эксперимент, большая часть водорода — 45% от общего объёма газа — образовывалась при температуре 800°C при закачке в реактор большого количества пара. Выход водорода также зависел от состава породы: в экспериментах с пористым оксидом алюминия выход водорода достигал 55%.
"Все этапы процесса основаны на хорошо зарекомендовавших себя технологиях, которые ранее не адаптировались для производства водорода из реальных газовых резервуаров. В будущем мы планируем протестировать наш метод на реальных газовых месторождениях", — рассказала Елена Мухина, старший научный сотрудник Сколтех Петролеум.