Российские ученые предложили превращать газ в водород в месторождениях

Об этом сообщили РИА Новости в Российском научном фонде (РНФ).

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.