Ölquellen könnten die Lösung für eines der größten Wasserstoffprobleme sein

Um als sauberer Kraftstoff zu gelten, muss Wasserstoff grün sein und daher im Allgemeinen durch Elektrolyse unter Aufspaltung von Wasser hergestellt werden Solar- oder Windenergie. Es kann benutzt werden direkt Speisung von Motoren zur Stromerzeugung für Industrie und Industrie BrennstoffzellenAntrieb von Elektrofahrzeugen und Beseitigung von Batterieproblemen.

Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass Wasserstoff kann monatelang gelagert werden und eingesetzt, wenn der Energiebedarf das Angebot aus erneuerbaren Energiequellen übersteigt. Allerdings verfügt Wasserstoff in einem bestimmten Volumen über eine geringere Energiekapazität als kohlenstoffbasierte Kraftstoffe wie Erdgas oder Propan. Außerdem ist das Komprimieren komplizierter. Daher, Die Speicherung großer Mengen Wasserstoff in Metalltanks an der Oberfläche ist nicht machbar.

Unglaublicherweise kommt die Lösung aus Öl

In den USA untersucht ein Team von Wissenschaftlern mithilfe von Computersimulationen und Laborexperimenten die Einsatzmöglichkeiten erschöpfte Öl- und Erdgasfelder zur Speicherung von Wasserstoff.

Es ist bereits bekannt, dass Wasserstoff in Salzkavernen unter der Erde gespeichert werden kann, diese sind jedoch nicht weit verbreitet. Das Chemieingenieurteam der Sandia National Laboratories, Tuan HoForschungsleiter, untersucht, ob der in erschöpften Öl- und Gasfeldern gespeicherte Wasserstoff im Gestein eingeschlossen wird. auslaufen oder verunreinigt werden.

Ziel ist es, dies sicherzustellen Wasserstoff bleibt dort, wo er eingespritzt wird Um Verluste zu vermeiden und die Speichereffizienz zu gewährleisten, erläutern sie in einer Stellungnahme und in einem Artikel, der im International Journal of Hydrogen Energy veröffentlicht wurde. „Im Sommer lässt sich mit Solarenergie zwar viel Strom produzieren, er wird aber nicht benötigt. Der Überschuss kann in Wasserstoff umgewandelt und bis zum Winter gespeichert werden“, fügt er hinzu.

Die Schritt-für-Schritt-Ermittlung

Hos Team untersuchte, ob Wasserstoff eingeschlossen werden würde aus Sandstein oder Schiefer das den Körper bildet und viele Öl- und Gasvorkommen verschließen oder im Gegenteil auslaufen würde.

Der Sandstein Es besteht aus sandgroßen Mineral- und Gesteinskörnern, die über Äonen komprimiert wurden. Es verfügt über viele Zwischenräume zwischen den Partikeln und kann daher Wasser in Grundwasserleitern speichern oder Öl- und Gaslagerstätten bilden. Er Schiefer Es handelt sich um zu Gestein gepressten Schlamm, der aus viel kleineren Partikeln tonhaltiger Mineralien besteht. Daher kann Schiefer eine Versiegelung um Sandstein bilden und so Öl und Erdgas einschließen. Hier entlang, Der eingeblasene Wasserstoff bleibt an der gleichen Stelle und geht nicht verloren.

Mithilfe von Experimenten untersuchten sie, wie Wasserstoff mit Sandstein- und Schieferproben interagiert. Sie fanden heraus, dass der Wasserstoff nach dem Pumpen nicht im Sandstein verbleibt, sondern bis zu 10 % des adsorbierten Gases in der Schieferprobe eingeschlossen sind. Diese Ergebnisse wurden durch Computersimulationen von Ho bestätigt.

Durch einen genaueren Blick auf eine bestimmte Tonart, die häufig in Schiefer rund um Öl- und Gasfelder vorkommt, führte Ho virtuelle Simulationen der molekularen Wechselwirkungen zwischen Schichten durch Montmorillonit-Ton, Wasser und Wasserstoff. Er entdeckte, dass Wasserstoff nicht in die wässrigen Zwischenräume zwischen den Mineralschichten dieser Tonart eindringt.

Dies bedeutet, dass der Wasserstoffverlust im Ton aufgrund des Feststeckens oder Durchwanderns gering ist bestätigt die Machbarkeit der unterirdischen Wasserstoffspeicherung. Diese Tonfunde wurden letztes Jahr in der Zeitschrift veröffentlicht Nachhaltige Energie und KraftstoffS. Derzeit werden am Stevens Institute of Technology und an der University of Oklahoma weitere Absorptionsexperimente durchgeführt, um die Ergebnisse der molekularen Simulation zu bestätigen.

Mithilfe von Experimenten und Simulationen entdeckte Hos Team, dass restliches Erdgas aus dem Gestein in Wasserstoff freigesetzt werden kann, wenn es in ein erschöpftes Erdgasreservoir injiziert wird. Das bedeutet, dass bei der Entnahme des Wasserstoffs zur Nutzung wird eine kleine Menge Erdgas enthalten. Daher ist es wichtig zu bedenken, dass bei der Verbrennung dieses Wasserstoffs auch eine kleine Menge Kohlendioxid entsteht.

Derzeit untersucht Hos Team mithilfe von Simulationen und molekularen Experimenten die Auswirkungen von Wasserstoff auf ein erschöpftes Ölfeld und wie die Reste es kontaminieren oder damit interagieren könnten. Es bedarf jedoch noch weiterer Forschung, um zu verstehen, wie Mikroorganismen und andere Chemikalien in erschöpften Öllagerstätten mit gespeichertem Wasserstoff interagieren könnten.