Paliwo wodorowe uznawane jest w niektórych branżach za dobrą alternatywę dla paliw kopalnych. Jego spalanie nie powoduje emisji zanieczyszczeń. Rozumienie tego paliwa jako ekologicznego i nieszkodliwego dla środowiska sprowadza się do metod jego produkcji. Idealny „zielony wodór” wytwarzamy w elektrolizerach z wody – najlepiej gdyby takie instalacje zasilane były energią pochodzącą z OZE. Wówczas możemy mówić o paliwie w 100 proc. nieszkodliwym dla klimatu i środowiska.
Czytaj też: Ciężarówki na wodór brzmią jak melodia przyszłości. W USA mają na nie chytry plan
We współczesnym świecie sytuacja jednak jest daleka od ekologicznego ideału. Zdecydowaną większość wodoru produkujemy na drodze reformingu gazu ziemnego, czyli z konwencjonalnych paliw kopalnych. Jest to technika generująca dużą ilość emisji CO2. Naukowcy ze Skoltech (Rosja) proponują inną metodę produkcji wodoru – wprost na polu gazowym podczas eksploatacji zasobów. Wydajność opracowanego sposobu sięga 45 proc. – czytamy w komunikacie prasowym.
Wodór produkowany wprost na polu gazowym. Kogo może zainteresować taka metoda?
Metoda została opisana dokładnie w artykule naukowym w Fuel. Zespół uczonych zaprojektował cały system otworów, który pomagałby produkować wodór bezpośrednio na złożu gazowym. Potrzebne jest na początek, poza otworem eksploatacyjnym, wywiercenie drugiego otworu w skałach, przez który będzie wpompowywana para wodna z katalizatorem.
Czytaj też: Wodór będzie tani, a to nie koniec zalet. Nowe ogniwo robi furorę
Następnie wprowadzi się do złoża gazu ziemnego tlen lub powietrze, celem zapalenia gazu jeszcze pod ziemią. Reakcja ta wspomagana parą wodną i katalizatorem doprowadzi do oddzielenia się wodoru od pozostałych składników, czyli tlenku węgla i dwutlenku węgla. Na sam koniec wydobędzie się z pułapki gazowej jedynie wodór. Przepuści się go przez specjalną membraną, blokując drogę dla CO i CO2, które celowo zdeponuje się w zamkniętym podziemnym złożu.
W teorii ten system brzmi idealnie, a jak się okazało w praktyce? Na razie naukowcy przeprowadzili tylko eksperymenty na modelu laboratoryjnym, który symulował warunki z prawdziwego złoża gazu ziemnego. Jak opisują autorzy badań, w specjalnym reaktorze umieścili pokruszoną skałę. Wtłoczyli do środka metan (główny składnik gazu ziemnego), parę wodną i katalizator, a na koniec tlen. Ciśnienie w reaktorze utrzymano takie, jakie zazwyczaj się spotyka w pułapkach gazowych. Było ono 80 razy wyższe od ciśnienia atmosferycznego!
Czytaj też: Wodorowe auta już są – teraz czas na samoloty. Azjatycka potęga sięga po niesłychane środki
Model laboratoryjny wykazał wydajność reakcji przemiany metanu w wodór na poziomie 45 proc. Najbardziej dogodnymi warunkami okazała się temperatura 800 st. C oraz ilość pary wodnej czterokrotnie większa od ilości gazu ziemnego w złożu. Co więcej, dużo również zależało w badaniach od tego, w jakich skałach znajduje się paliwo kopalne.
Zapalili gaz ziemny w podziemnym złożu, żeby wydobyć wodór
Jeden z wariantów badań zawierał skałę zbudowaną z tlenku glinu (Al2O3). Jest to związek obojętny, co poskutkowało wysoką wydajnością produkcji wodoru (55 proc.). Niestety w rzeczywistości skały złożowe nie mają tak prostego składu chemicznego – zbudowane są z dziesiątek minerałów, które mogą reagować z parą wodną czy katalizatorem i tym samym zmniejszać wydajność reakcji.
Czytaj też: Gdy trafi do masowej produkcji, mamy problem z głowy. Paliwo wodorowe będzie tańsze
Naukowcy zapowiadają, że kolejnym krokiem ich badań będzie przetestowanie tej metody w praktyce, czyli na rzeczywistych polach gazowych. Nawet jeśli technika okaże się skuteczna i wydajna, to czy zdobędzie popularność w branży wydobywczej? Biorąc pod uwagę, że mowa tutaj o badaniach prowadzonych w kraju objętym szeregiem sankcji (z którym zerwano wiele współprac naukowych), innowacyjna metoda najwyżej zainteresuje górników i geologów bardziej w takich krajach jak Chiny, Indie czy Iran, aniżeli USA czy kraje europejskie.
