Ученые из Сколковского института науки и технологий предложили получать водород из пластов месторождений природного газа. Новая технология может стать альтернативой паровому риформингу метана, который на сегодняшний день является основным способом производства H2.

Новый способ позволяет получать водород в несколько этапов. Сначала в скважину закачивается водяной пар и катализатор, а затем – воздух или чистый кислород, благодаря чему прямо внутри пласта происходит воспламенение природного газа. В процессе сгорания природный газ превращается в смесь угарного газа и водорода: из угарного газа образуется углекислый, который при этом остается внутри пласта; тогда как водород извлекается из скважины с помощью мембраны, не пропускающей другие продукты реакции. В результате все образующиеся газы, кроме водорода – угарный и углекислый – остаются навсегда «законсервированными» под землей, что позволяет минимизировать углеродный след.

Апробация новой технологии проходила в реакторе, позволяющем воссоздать характерные для газового пласта условия, в том числе давление, превышающее атмосферное в восемьдесят раз. Исследователи загрузили в реакторную установку измельченные горные породы, а затем с помощью насосов стали нагнетать в нее метан (основной компонент природного газа), водяной пар, катализатор и кислород. Анализ газового состава в реакторе показал, что высокое количество водорода, 45% от общего объема газов, образовывалось при температуре в 800 градусов Цельсия и больших объемах подаваемого в реактор водяного пара (в соотношении 4 к 1 к объему природного газа). При этом температура в 800 градусов Цельсия легко достигалась в процессе сгорания природного газа, т.е. для ее поддержания не требовались дополнительные источники энергии.

Выход водорода в процессе эксперимента также зависел от состава породы. Если в качестве таковой использовался оксид алюминия, который не вступал в реакцию с окружающими его веществами, то выход водорода составлял 55%. В свою очередь, при использовании естественных пород, насыщенных химически активными минералами, вступавшими в побочные реакции с компонентами газовой смеси, выход водорода был более низким.

"Все стадии предлагаемого процесса основаны на хорошо зарекомендовавших себя технологиях, которые ранее не были адаптированы к добыче водорода из реального газового пласта… В дальнейшем мы планируем протестировать нашу методику на практике — на примере газовых месторождений", – цитирует Российский научный фонд Елену Мухину, руководителя исследования, старшего научного сотрудника Сколтеха.

По материалам globalenergyprize.org