Les puits de pétrole pourraient être la solution à l’un des plus gros problèmes liés à l’hydrogène

Pour être considéré comme un carburant propre, l’hydrogène doit être vert et donc produit, généralement par électrolyse, divisant l’eau à travers énergie solaire ou éolienne. Ça peut être utilisé directement alimenter des moteurs pour produire de l’électricité pour l’industrie et dans réservoirs de carburantalimentant les véhicules électriques et éliminant les problèmes de batterie.

Un avantage supplémentaire est que l’hydrogène peut être stocké pendant des mois et utilisé lorsque les besoins énergétiques dépassent l’offre fournie par les sources d’énergie renouvelables. Cependant, l’hydrogène a une capacité énergétique inférieure dans un volume spécifique que les carburants à base de carbone comme le gaz naturel ou le propane. De plus, le compresser est plus compliqué. Donc, Stocker de grandes quantités d’hydrogène dans des réservoirs métalliques en surface n’est pas réalisable.

Incroyablement, la solution vient du pétrole

Aux États-Unis, une équipe de scientifiques étudie, à l’aide de simulations informatiques et d’expériences en laboratoire, la possibilité d’utiliser des champs de pétrole et de gaz naturel épuisés pour stocker l’hydrogène.

On sait déjà que l’hydrogène peut être stocké sous terre dans des cavernes de sel, mais celles-ci ne sont pas très répandues. L’équipe de génie chimique des Sandia National Laboratories, Tuan Hodirecteur de la recherche, étudie si l’hydrogène stocké dans les gisements de pétrole et de gaz épuisés sera piégé dans la roche, va fuir ou être contaminé.

L’objectif est de s’assurer que l’hydrogène reste là où il est injecté pour éviter les pertes et garantir l’efficacité du stockage, expliquent-ils dans un communiqué et dans un article publié dans l’International Journal of Hydrogen Energy. « En été, il est possible de produire beaucoup d’électricité avec l’énergie solaire, mais ce n’est pas nécessaire. L’excédent peut être converti en hydrogène et stocké jusqu’à l’hiver”, ajoute-t-il.

L’enquête étape par étape

L’équipe de Ho a étudié si l’hydrogène serait piégé en grès ou en schiste qui forme le corps et scellerait de nombreux gisements de pétrole et de gaz ou, au contraire, fuirait.

La grès Il est constitué de grains de minéraux et de roches de la taille d’un sable qui ont été compressés au fil des éons. Il présente de nombreux espaces entre les particules et peut donc stocker de l’eau dans des aquifères ou former des réservoirs de pétrole et de gaz. Il schiste argileux Il s’agit de boue comprimée en roche et composée de particules beaucoup plus petites de minéraux riches en argile. Par conséquent, le schiste peut former un sceau autour du grès, emprisonnant le pétrole et le gaz naturel. De cette manière, l’hydrogène injecté reste au même endroit et n’est pas perdu.

Ils ont utilisé des expériences pour étudier comment l’hydrogène interagit avec des échantillons de grès et de schiste. Ils ont découvert que l’hydrogène ne reste pas à l’intérieur du grès après avoir été pompé, mais que jusqu’à 10 % du gaz adsorbé est piégé à l’intérieur de l’échantillon de schiste. Ces résultats ont été confirmés par des simulations informatiques réalisées par Ho.

En examinant de plus près un type spécifique d’argile, commun dans les schistes entourant les champs de pétrole et de gaz, Ho a réalisé des simulations virtuelles des interactions moléculaires entre les couches de argile montmorillonite, eau et hydrogène. Il a découvert que l’hydrogène ne pénètre pas dans les espaces aqueux entre les couches minérales de ce type d’argile.

Cela signifie que la perte d’hydrogène dans l’argile due au fait de rester coincé ou de se déplacer à travers celle-ci est faible et confirme la viabilité du stockage souterrain d’hydrogène. Ces découvertes sur l’argile ont été publiées l’année dernière dans la revue Énergie et carburant durabless. Des expériences d’absorption supplémentaires sont actuellement en cours au Stevens Institute of Technology et à l’Université d’Oklahoma pour confirmer les résultats de la simulation moléculaire.

À l’aide d’expériences et de simulations, l’équipe de Ho a découvert que le gaz naturel résiduel peut être libéré de la roche en hydrogène lorsqu’il est injecté dans un réservoir de gaz naturel épuisé. Cela signifie que lorsque l’hydrogène est retiré pour être utilisé, contiendra une petite quantité de gaz naturel. Il est donc important de garder à l’esprit que lorsque cet hydrogène est brûlé, il produit également une petite quantité de dioxyde de carbone.

Actuellement, et grâce à des simulations et des expériences moléculaires, l’équipe de Ho étudie les effets de l’hydrogène sur un champ de pétrole épuisé et comment les restes pourraient le contaminer ou interagir avec lui. Mais des recherches supplémentaires sont encore nécessaires pour comprendre comment les micro-organismes et autres produits chimiques présents dans les réservoirs de pétrole épuisés pourraient interagir avec l’hydrogène stocké.