Investigadores del Instituto Skolkovo de Ciencia y Tecnología (Skoltech) en Moscú han desarrollado una tecnología innovadora que promete cambiar el panorama energético global. Han conseguido producir hidrógeno a partir de gas natural con una eficiencia del 45% directamente en un yacimiento de gasun avance significativo que podría acelerar la transición de los combustibles fósiles a las energías limpias.
El proceso desarrollado por Skoltech implica la inyección de vapor y un Catalizador en un pozo de gas natural, seguido de la adición de oxígeno para encender el gas. Esta combustión asistida por catalizador produce una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno. El hidrógeno se extrae fácilmente, dejando monóxido de carbono y dióxido de carbono. atrapado permanentemente en el sitio, evitando así su liberación al medio ambiente.
Actualmente, aproximadamente el 80% de la energía mundial proviene de combustibles fósiles como el petróleo y el gas natural. Estos combustibles liberan dióxido de carbono cuando se queman, lo que contribuye al cambio climático y amenaza al medio ambiente. Aunque el gas natural se considera más limpio que el petróleo, aún emite dióxido de carbono, lo que lo convierte en una amenaza importante.
El hidrógeno, que sólo emite vapor de agua cuando se utiliza, podría ser un alternativa más saludable y más sostenible. Sin embargo, su producción ha sido un desafío técnico y económico. La propuesta de Skoltech de extraer hidrógeno directamente de yacimientos de gas natural, ricos en hidrocarburos que contienen una gran cantidad de hidrógeno a nivel molecular, ofrece una solución prometedora.
Etapas
El proceso propuesto por el equipo de Skoltech es eficiente y consiste en varias etapas. Primero, se inyecta vapor en el pozo junto con un catalizador. Luego se agrega aire u oxígeno puro para encender el gas directamente en el depósito. Con la ayuda de vapor y catalizador, el gas natural se convierte en una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno. El dióxido de carbono formado permanece en el depósito, impidiendo su liberación.
En la etapa final se extrae hidrógeno del pozo. a través de una membrana que bloquea otros productos de combustión.. Este método deja el monóxido de carbono y el dióxido de carbono atrapados permanentemente bajo tierra.
Resultados
Los investigadores probaron su proceso en reactores de laboratorio que simulaban un entorno real de un campo de gas. Usaron roca triturada y metano, el componente principal del gas natural, junto con el vapor, un catalizador y oxígeno. Mantuvieron la presión en el reactor a un nivel típico de los campos de gas, ochenta veces superior a la presión atmosférica.
Los resultados fueron alentadores: El 45% del volumen total de gas se convirtió en hidrógeno a 800°C, inyectándose grandes cantidades de vapor en el reactor. Para maximizar la eficiencia, se descubrió que debe haber cuatro veces más vapor que gas natural. La elección de la temperatura de 800°C se debe a que se alcanza fácilmente durante la combustión del gas natural sin necesidad de mantenimiento artificial.
El rendimiento de hidrógeno también depende de la composición de roca. En experimentos con alúmina porosa, el rendimiento alcanzó el 55%. Esto se debe a que la alúmina es inerte y no reacciona con los elementos circundantes. Por el contrario, la roca natural contiene minerales más activos que pueden reaccionar con los componentes de la mezcla de gases y afectar el rendimiento del hidrógeno.
“Todas las etapas del proceso se basan en tecnologías bien establecidas que Hasta ahora no habían sido adaptados para la producción de hidrógeno a partir de campos de gas reales. Hemos demostrado que nuestro enfoque puede ayudar a convertir los hidrocarburos en combustibles “verdes” en el entorno del yacimiento con hasta un 45% de eficiencia. En el futuro, planeamos probar nuestro método en yacimientos de gas reales”, dijo Elena Mukhina, Ph.D., investigadora científica senior de Skoltech Petroleum y líder del proyecto.
