賓夕法尼亞州立大學(Pennsylvania State University)的一組研究人員被選為18個團隊之一,將獲得美國能源部高級研究計劃局(ARPA-E)110萬美元的資助。這項為期兩年的合作協議支持早期研究和開發,以推進低成本、低排放的地質氫生產。地質氫是在地下自然產生的,可以為更可持續的、能源獨立的未來做出貢獻。
該團隊由George H.,Jr.和Anne B.Deike采礦工程主席、賓夕法尼亞州立大學能源與礦物工程教授劉世民(Shimin Liu,音譯)領導,將致力于更好地了解如何從地下儲層中探索和提取地質氫。美國能源部表示,設計地下氫的生產可能會為清潔能源釋放大量資源,并導致我們能源最密集的行業脫碳。
地質上的氫是通過一種叫做蛇紋石化(serpentinization)的過程形成的——地殼中富含鐵的巖石,如橄欖石,與水反應,釋放出氫作為化學反應的副產品。
研究人員建議利用橄欖巖中的蛇紋石化過程,橄欖巖是一種含有橄欖石作為主要礦物的巖石。該團隊計劃使用惰性氣體動態壓裂技術將二氧化碳注入橄欖巖地層,以增加其滲透率和活性表面積。然后,他們計劃用富含碳的溶液刺激地層,以誘導并維持蛇紋石化過程。
研究人員將進行額外的測試,并使用模型來描述微震活動、滲透率變化以及巖心樣品中裂縫的傳播方式,然后在當地礦山進行中試規模的實驗。根據研究人員的說法,目標是為分析模型提供盡可能多的基礎數據,以創建一個持續的、油田規模的油藏管理框架。這些數據還可以幫助預測和預防誘發地震事件。
該項目由ARPA-E的探索課題H:氫氣儲層管理的地下工程資助,重點研究與地質氫氣提取相關的技術。