Российские учёные предлагают радикально новый способ производства водорода — внутри газовой скважины

Московские исследователи предложили оставлять углерод в скважине, а не извлекать его на поверхность. Российские ученые из Сколковского института науки и технологий (Сколтех) предложили способ производства водорода внутри газовой скважины без поднятия углерода на поверхность, что может устранить необходимость в дорогостоящих технологиях улавливания и хранения углерода (CCS).

В лабораторном эксперименте, опубликованном в журнале Fuel, исследователи Сколтеха показали, что они могут извлекать 45% газа из резервуара в виде водорода, оставляя углерод под землей. Они разработали четырехэтапный процесс с использованием методов, уже применяемых в нефтяных скважинах, производстве водорода или CCS. Этот процесс был протестирован в лабораторном реакторе, имитирующем условия настоящего газового резервуара.

Сколтех, основанный в 2011 году в Москве в партнерстве с MIT, прекратил сотрудничество с MIT в 2022 году из-за СВО.

Пар и катализатор вводятся в газовую скважину для разделения водорода и углерода. Затем добавляется воздух или чистый кислород для воспламенения метана, что нагревает резервуар до 800°C. Эта высокая температура вместе с катализатором разлагает метан на водород, угарный газ и углекислый газ.

Исследователи предлагают использовать электричество или радиочастоты вместо пара для достижения температуры выше 1,000°C, если это необходимо. Водород затем откачивается на поверхность через специальную мембрану, которая пропускает только молекулы водорода, оставляя углерод под землей.

Этот метод, названный "аква"-водородом, показал 45% извлечения водорода в лабораторных испытаниях, с достижением 55% в пористом алюминии. Этапы процесса основаны на существующих технологиях, но остаются проблемы безопасности при подземном сжигании. Команда планирует протестировать этот метод в реальных газовых месторождениях.

Технология CCS использовалась в промышленности, но она дорогая и имеет проблемы с выбросами метана. Неизвестно, сократит ли метод Сколтеха выбросы метана или будет ли он экономически эффективным, особенно с учетом трудностей транспортировки водорода из отдаленных районов.