Des chercheurs russes découvrent une technologie qui transforme le gaz naturel en hydrogène propre

Des chercheurs russes découvrent une technologie qui transforme le gaz naturel en hydrogène propre
Des chercheurs russes découvrent une technologie qui transforme le gaz naturel en hydrogène propre
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Des chercheurs de l’Institut des sciences et technologies de Skolkovo (Skoltech) à Moscou ont développé une technologie innovante qui promet de changer le paysage énergétique mondial. Ils ont réussi à produire de l’hydrogène à partir de gaz naturel avec un rendement de 45% directement dans un champ gazierune avancée significative qui pourrait accélérer la transition des combustibles fossiles vers les énergies propres.

Le procédé développé par Skoltech implique le injection de vapeur et un catalyseur dans un puits de gaz naturel, suivi de l’ajout d’oxygène pour enflammer le gaz. Cette combustion assistée par catalyseur produit un mélange de monoxyde de carbone et d’hydrogène. L’hydrogène est facilement extrait, laissant du monoxyde de carbone et du dioxyde de carbone piégé en permanence dans le site, empêchant ainsi son rejet dans l’environnement.

Actuellement, environ 80 % de l’énergie mondiale provient de combustibles fossiles tels que le pétrole et le gaz naturel. Ces carburants libèrent du dioxyde de carbone lorsqu’ils sont brûlés, contribuant ainsi au changement climatique et menaçant l’environnement. Bien que le gaz naturel soit considéré comme plus propre que le pétrole, il émet néanmoins du dioxyde de carbone, ce qui en fait une menace importante.

L’hydrogène, qui ne dégage que de la vapeur d’eau lorsqu’il est utilisé, pourrait être un alternative plus sain et plus durable. Cependant, sa production constitue un défi technique et économique. La proposition de Skoltech d’extraire l’hydrogène directement des gisements de gaz naturel, riches en hydrocarbures contenant une grande quantité d’hydrogène au niveau moléculaire, offre une solution prometteuse.

Étapes

Le processus proposé par l’équipe Skoltech est efficace et consiste à différentes étapes. Tout d’abord, de la vapeur est injectée dans le puits avec un catalyseur. De l’air ou de l’oxygène pur est ensuite ajouté pour enflammer le gaz directement dans le réservoir. À l’aide de vapeur et d’un catalyseur, le gaz naturel est transformé en un mélange de monoxyde de carbone et d’hydrogène. Le dioxyde de carbone formé reste dans le réservoir, empêchant sa libération.

Dans la dernière étape, l’hydrogène est extrait du puits à travers une membrane qui bloque les autres produits de combustion. Cette méthode laisse le monoxyde de carbone et le dioxyde de carbone piégés en permanence sous terre.

Résultats

Les chercheurs ont testé leur procédé dans des réacteurs de laboratoire simulant un environnement réel de champ de gaz. Ils ont utilisé roche concassée et méthane, le principal composant du gaz naturel, avec la vapeur, un catalyseur et l’oxygène. Ils ont maintenu la pression dans le réacteur à un niveau typique des champs de gaz, quatre-vingts fois supérieure à la pression atmosphérique.

Les résultats ont été encourageants : 45 % du volume total de gaz a été converti en hydrogène à 800°C, avec de grandes quantités de vapeur injectées dans le réacteur. Pour maximiser l’efficacité, on a découvert qu’il fallait quatre fois plus de vapeur que de gaz naturel. Le choix de la température de 800°C est dû au fait qu’elle est facilement atteinte lors de la combustion du gaz naturel sans nécessiter d’entretien artificiel.

Le rendement en hydrogène dépend également de la composition rocheuse. Dans des expériences avec de l’alumine poreuse, le rendement a atteint 55%. En effet, l’alumine est inerte et ne réagit pas avec les éléments environnants. En revanche, la roche naturelle contient davantage de minéraux actifs qui peuvent réagir avec les composants du mélange gazeux et affecter les performances de l’hydrogène.

« Toutes les étapes du processus reposent sur des technologies bien établies qui Ils n’avaient pas été adaptés auparavant pour la production d’hydrogène à partir de véritables gisements de gaz. Nous avons montré que notre approche peut aider à convertir les hydrocarbures en carburants « verts » dans l’environnement du réservoir avec une efficacité allant jusqu’à 45 %. À l’avenir, nous prévoyons de tester notre méthode dans de véritables réservoirs de gaz », a déclaré Elena Mukhina, Ph.D., chercheuse scientifique principale chez Skoltech Petroleum et chef de projet.

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