地下储氢

【地下储氢技术研究】

美国Sandia国家实验室的科学家们正在利用计算机模拟和实验室实验来探索已经被开采过的油气储层是否能够用于存储这种无碳燃料——氢气。

氢气是一种重要的清洁燃料：它可以通过太阳能或风能分解水制备，可用于发电和为重工业提供动力，并且还可以用于燃料电池车辆。此外，氢气可以存储数月，并在能源需求超过可再生能源供应时使用。

然而，与天然气或丙烷等碳基燃料相比，氢气在单位体积内所含的能量较少，且更难压缩。因此，在地表使用金属容器存储大量氢气并不可行。氢气可以储存在地下的盐洞中，但盐床在美国并不普遍。因此，Ho的团队正在研究将氢气储存在耗尽的油气储层中是否会被岩石阻挡、泄漏或受到污染。

他们最近在《国际氢能期刊》上发表了研究结果。首先，Ho的团队研究了氢气是否会被嵌入砂岩或页岩中，或者泄漏出去。砂岩由矿物和岩石颗粒组成，有很多间隙，可以储存水或形成油气储层。而页岩则由泥浆变成的岩石，由富含粘土的小颗粒组成，可以形成油气储层的密封层。

Ho的合作伙伴在俄克拉何马大学进行了实验，发现氢气抽出后并不会停留在砂岩中，但在页岩样品中有高达10%的吸附气体被固定在内部。这些结果得到了Ho的计算机模拟的证实。

此外，他们还发现残留的天然气可以从岩石中释放到注入氢气的空间中。目前，Ho的团队正在研究氢气对耗尽的石油储层的影响以及剩余油如何可能污染或与氢气相互作用。这些研究成果可用于指导大型现场规模的地下氢气存储测试。

该项目由Sandia实验室的研究和发展项目资助。Conley表示，这些研究成果可以帮助指导未来的大规模地下氢气储存测试，以证明耗尽的油气储层是否适合氢气存储。他补充说，需要进一步研究微生物和其他化学物质在耗尽的石油储层中如何与储存的氢气相互作用。

总之，地下储氢技术的研究有望为能源部门的脱碳做出贡献。