Ein Team russischer Forscher hat kürzlich eine revolutionäre Entdeckung auf dem Gebiet der Wasserstoffproduktion gemacht. Das geht aus einer kürzlich auf der ScienceDirect-Website veröffentlichten Studie hervor, über die mehrere Quellen berichten. Diese Innovation könnte die Art und Weise der Wasserstoffproduktion verändern und den mit diesem Prozess verbundenen CO2-Fußabdruck erheblich reduzieren.
Wissenschaftler des Instituts für Wissenschaft und Technologie Skolkovo (Skoltech) hat Moskau haben eine innovative Methode entwickelt, um Wasserstoff direkt aus Erdgasformationen zu gewinnen. Die zentrale Idee dieser Technologie basiert auf der Verbrennung von Erdgas im Bohrloch selbst, was die Produktion von Wasserstoff ermöglicht, während der Kohlenstoff im Untergrund verbleibt. Dieser Ansatz könnte möglicherweise die Notwendigkeit kostspieliger Technologien zur Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) überflüssig machen.
Der von den Forschern entwickelte Prozess läuft in mehreren Schritten ab. Zunächst werden Wasserdampf und ein Katalysator in das Bohrloch injiziert, anschließend Luft oder reiner Sauerstoff. Durch diese Kombination kann Erdgas direkt in der geologischen Formation verbrannt werden, wodurch eine Mischung aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff entsteht. Kohlenmonoxid wird in Kohlendioxid umgewandelt, das in der Formation eingeschlossen bleibt, während Wasserstoff mithilfe einer speziellen Membran extrahiert wird, die das Entweichen anderer Gase verhindert.
In Laborexperimenten, die unter Bedingungen durchgeführt wurden, die den hohen Druck von Gasformationen simulieren, stellten die Forscher fest, dass bis zu 45 % des gesamten Gasvolumens als Wasserstoff extrahiert werden konnten. Dieser Wirkungsgrad wurde bei einer Temperatur von 800 Grad Celsius allein durch die Verbrennung von Erdgas erreicht, ohne dass zusätzliche Energiequellen erforderlich waren.
Auch die Zusammensetzung des umgebenden Gesteins spielte eine entscheidende Rolle für die Wasserstoffausbeute. Beispielsweise konnte durch den Einsatz von aluminiumoxidhaltigem Gestein, das nicht mit anderen Stoffen reagiert, eine Ausbeute von 55 % erreicht werden. Im Gegensatz dazu zeigten natürliche Gesteine, die reich an chemisch aktiven Mineralien sind, aufgrund von Nebenreaktionen eine geringere Wasserstoffausbeute.
Diese vielversprechende Entdeckung könnte eine praktikable Alternative zur Methan-Dampfreformierung darstellen, der aktuellen Methode zur Herstellung von Wasserstoff, die energieintensiv ist und eine erhebliche Menge Kohlendioxid erzeugt. Zu den nächsten Schritten der Skoltech-Forscher gehören Tests auf realen Gasfeldern, um die Wirksamkeit dieser Methode unter praktischen Bedingungen zu überprüfen.
Elena Muchina, der Leiter der Studie, betonte, dass alle Stufen des Prozesses auf bewährten Technologien basieren, die erstmals an die Gewinnung von Wasserstoff aus Erdgasformationen angepasst wurden. Dieser innovative Ansatz könnte daher den Weg für eine sauberere und effizientere Wasserstoffproduktion bei geringerer Umweltbelastung ebnen.
