تولید هیدروژن آبی در مخازن هیدروکربوری تخلیه شده: مروری بر روشهای تولید و پارامترهای تاثیرگذار بر آن

روش متداول تولید هیدروژن آبی ، به دلیل قابلیت آن در کاهش انتشار گازهای گلخانه ای ، یکی از راهکارهای قابل اطمینان به شمار می رود، اما هزینه های بالا برای جذب و ذخیرهسازی دی اکسید کربن تولید شده در این فرایند، استفاده گسترده از آن را در سطح جهانی محدود کرده است . برای کاهش این هزینه ها، رویکرد تولید هیدروژن آبی به صورت درجا در مخازن تخلیه شده گاز طبیعی مطرح شده است که شامل تولید مستقیم هیدروژن در زیرزمین است . این روش به دلیل چالش های کنترل شرایط تولید، نسبت به روشهای سطحی پیچیدهتر است و نیاز به درک دقیق پارامترهای موثر بر این فرایند دارد. این پژوهش با هدف شناسایی و بررسی عوامل کلیدی تاثیرگذار بر تولید هیدروژن آبی درجا در مخازن تخلیه شده گاز انجام شده است . برای این منظور، ابتدا هیدروژن بر اساس نوع مواد اولیه و روشهای تولید آن دسته بندی شد و سپس روشهای تولید هیدروژن آبی به طور کامل تحلیل گردید. در نهایت ، پارامترهای کلیدی شامل دما، نوع کاتالیست ، زمان ماند و فشار مخزن مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج مطالعات صورت گرفته نشان دادند که دما اساسی ترین پارامتر این فرایند است و بدون دمای مناسب ، واکنش حتی در شرایط ایدهآل نیز انجام نمی شود . کاتالیست ها، به ویژه کاتالیست های نیکل پایه ، نقش مهمی در کاهش دمای مورد نیاز تا ۴۰۰ درجه سانتی گراد ایفا می کنند. با این حال، حضور ترکیبات گوگردی و مواد معدنی فلزی در سنگ مخزن، عملکرد کاتالیست را مختل کرده و تولید هیدروژن را کاهش می دهد. از سوی دیگر، افزایش زمان ماند از ۱ ساعت به ۱۰ ساعت در فرایند اصلاح خودگرمایشی ، نرخ تبدیل متان را تا ۱۸ درصد افزایش می دهد، اما افزایش فشار نرخ تبدیل متان و تولید هیدروژن را کاهش می دهد . شبیه سازی ها نشان می دهند که با افزایش فشار، به ویژه در دماهای پایین ، نرخ تبدیل متان تا بیش از ۸۰ درصد کاهش می یابد. نتایج این پژوهش حاکی از آن است که با رعایت پارامترهای اساسی ، امکان تولید اقتصادی و پایدار هیدروژن آبی در مقیاس وسیع درون مخازن گازی تخلیه و نیمه تخلیه شده وجود دارد که این امر افق روشنی برای پایداری زیست محیطی فراهم می کند.

تولید هیدروژن آبی در مخازن هیدروکربوری تخلیه شده: مروری بر روشهای تولید و پارامترهای تاثیرگذار بر آن Keywords:

هیدروژن آبی , مخازن هیدروکربوری , ذخیره سازی انرژی , محیط زیست