Российские ученые впервые предложили способ, как с эффективностью до 45% получать водород из природного газа прямо в газовых месторождениях, и определили необходимые для этого условия. Такая технология поможет ускорить переход от ископаемого топлива к экологически чистой водородной энергетике.
Авторы создали эффективный способ получения водорода из пластов в месторождениях природного газа. Подход включает несколько стадий. Сначала в скважину закачиваются 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.
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, остаются навсегда законсервированными под землей.
Исследователи протестировали новую технологию, чтобы оценить эффективность превращения метана в водород. Оказалось, что максимальное количество водорода — 45 % от общего объема газов — образуется при температуре 800 °C и больших объемах подаваемого в реактор водяного пара. При этом необходимая температура 800 °C легко достигается в процессе горения природного газа, поэтому ее даже не придется поддерживать искусственно.
Состав породы также влиял на выход водорода. Чем больше в ней активных минералов, которые могут вступать в побочные реакции с компонентами газовой смеси, тем ниже эффективность выхода зеленого топлива. Водород в качестве источника энергии не используется массово из-за сложностей с его производством.
Эксперименты показали, что новый подход позволит превращать углеводороды в зеленое топливо в полевых условиях с эффективностью до 45 %. По оценке ученых, все стадии предлагаемого процесса основаны на хорошо зарекомендовавших себя технологиях, которые ранее не были адаптированы к добыче водорода из реального газового пласта.