В России предлагают получать водород из газовых скважин

Российские ученые разработали технологию получения водорода из природного газа прямо в газовых месторождениях. Для этого в скважину нужно подать водяной пар, катализатор и кислород, который воспламенит природный газ. Об этом пишет издание «Научная Россия».

Такая технология поможет ускорить переход от ископаемого топлива к экологически чистой водородной энергетике. Сегодня около 80% энергии люди получают благодаря сжиганию неэкологичных нефти и природного газа.

Хотя газ считается «чище» нефти, все же при его сжигании образуется углекислый газ. А при сгорании водорода выделяется только водяной пар. Однако до сих пор этот «зеленый» источник энергии массово не используется из-за сложностей с его производством.

Предложенный в Сколковском институте науки и технологий подход включает несколько стадий. Сначала в скважину закачивают водяной пар и катализатор, который помогает извлечь водород из компонентов природного газа.

Затем туда подают воздух или чистый кислород. Благодаря этому газ воспламеняется прямо внутри пласта. В присутствии водяного пара и катализатора метан горит, превращаясь в смесь угарного газа и водорода.

Хотя из угарного газа впоследствии и образуется углекислый газ, он остается в пласте и не попадает в атмосферу. На последнем этапе водород извлекают из скважины через мембрану, не пропускающую другие продукты реакции. В результате все образующиеся газы, кроме водорода, останутся навсегда законсервированными под землей. Это позволяет уменьшить «парниковый эффект».

Технологию протестировали в реакторах, позволяющих создать условия, идентичные реальному газовому пласту. Для этого исследователи загрузили в установку измельченные горные породы. С помощью насосов они подали в нее метан, водяной пар и катализатор, а затем кислород. При этом в реакторе поддерживали характерное для газовых пластов давление, в восемьдесят раз превышающее атмосферное.

Оказалось, что максимальное количество водорода (45% от всех газов) образуется при температуре 800°C и больших объемах водяного пара. Его количество для максимальной производительности должно в четыре раза превышать объем природного газа. При этом температура в 800°C легко достигается в процессе горения природного газа, поэтому ее даже не придется искусственно поддерживать.

Состав породы также влияет на выход водорода. Так, в экспериментах с искусственной пористой средой из оксида алюминия выход водорода достигал 55%. Более высокая эффективность в этом случае объясняется тем, что оксид алюминия инертен.

В естественных породах присутствуют другие, более активные минералы. Они могут вступать в побочные реакции с компонентами газовой смеси и влиять на выход водорода.