Новости

31 мая, 2024 12:38

Ученые предложили превращать природный газ в водород непосредственно в месторождениях

Источник: РИА Новости
Российские ученые придумали, как эффективно получать водород из природного газа прямо в газовых месторождениях, и определили необходимые условия для этого, сообщили РИА Новости в Российском научном фонде (РНФ). Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале Fuel.
Команда наблюдает за экспериментом в защитном периметре. Источник: Елена Мухина

Ученые из Сколковского института науки и технологий (Москва) впервые предложили добывать водород из пластов в месторождениях природного газа. Такие пласты богаты углеводородами, содержащими большое количество водорода в составе молекулы, а значит, преобразуя эти вещества, можно получить большие объемы "зеленого" топлива.

Авторы разработали эффективный способ получения водорода из газовых месторождений. Предложенный подход включает несколько стадий. Сначала в скважину закачивается водяной пар и катализатор, который в дальнейшем поможет извлечь водород из компонентов природного газа. Затем туда подают воздух или чистый кислород, благодаря чему газ воспламеняется прямо внутри пласта. В присутствии водяного пара и катализатора природный газ горит, превращаясь в смесь угарного газа и водорода.

Как отмечают ученые, хотя из угарного газа впоследствии и образуется углекислый газ, он остается в пласте и не выходит на поверхность, а потому не попадает в атмосферу и не усиливает парниковый эффект. На последнем этапе водород извлекают из скважины через мембрану, не пропускающую другие продукты реакции. В результате все образующиеся газы, кроме водорода — угарный и углекислый — остаются навсегда "законсервированными" под землей.

Авторы работы протестировали такую технологию в специальных реакторах, позволяющих создать условия, идентичные реальному газовому пласту. Для этого исследователи загрузили в установку измельченные горные породы, с помощью насосов подали в нее метан — основной компонент природного газа, водяной пар и катализатор, а затем кислород. При этом в реакторе поддерживали характерное для газовых пластов давление (в 80 раз превышающее атмосферное). Оказалось, что максимальное количество водорода — 45% от общего объема газов — образуется при температуре 800 °C и больших объемах подаваемого в реактор водяного пара.

Состав породы также влиял на выход водорода. Так, в экспериментах с искусственной пористой средой из оксида алюминия выход водорода достигал 55%. Более высокая эффективность в этом случае, по мнению авторов работы, объясняется тем, что оксид алюминия инертен, то есть не реагирует ни с какими окружающими веществами. В естественных породах присутствуют другие, более активные минералы, которые могут вступать в побочные реакции с компонентами газовой смеси и влиять на выход водорода.

«Все стадии предлагаемого процесса основаны на хорошо зарекомендовавших себя технологиях, которые ранее не были адаптированы к добыче водорода из реального газового пласта. Мы продемонстрировали, что предлагаемый подход позволит превращать углеводороды в "зеленое" топливо в полевых условиях с эффективностью до 45%. В дальнейшем мы планируем протестировать нашу методику на практике — на примере газовых месторождений», — рассказала руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, старший научный сотрудник Центра науки и технологий добычи углеводородов Сколковского института науки и технологий Елена Мухина.
Если вы хотите стать героем публикации и рассказать о своем исследовании, заполните форму на сайте РНФ
31 октября, 2024
Российские физики определили индексы, позволяющие прогнозировать поведение лазеров
Российские ученые при участии исследователей из НИУ ВШЭ изучили особенности генерации эрбиевых волок...
30 октября, 2024
Защитное композитное покрытие из графена и никеля для авиации и медицины
Защитный слой из композита на основе графена и никеля повышает прочность металлической поверхности...