بررسی اثر واکنش‌های شیمیایی بر ذخیرهسازی زیرسطحی هیدروژن در یک آبخوان

ذخیره‌سازی هیدروژن در ساختارهای زیرزمینی ازجمله آبخوان‌ها یکی از راه‌های مورد اطمینان، کم ضرر و کم هزینه در راستای تامین انرژی پایدار می‌باشد که میزان اهمیت آن در چند سال اخیر بیشتر شده است. از طرفی طبق مطالعات انجام شده تا به امروز پیشنهاد می‌شود که در ذخیره‌سازی زیرسطحی هیدروژن در آبخوان از خود این گاز به‌عنوان گاز بالشتک استفاده گردد که به لحاظ فنی بهترین گزینه می‌باشد اما از آنجایی که هیدروژن گاز گران‌بهایی است محققین امروزه به دنبال یک گاز جایگزین مناسب به‌عنوان گاز بالشتک تزریقی در آبخوان هستند. در این پروژه، شبیه‌سازی ذخیره‌سازی گاز هیدروژن در یک مدل آبخوان با ابعاد کوچک به‌منظور بررسی اثر گازهای بالشتک مختلف بر ذخیره‌سازی هیدروژن و خلوص هیدروژن تولیدی انجام شده است. به‌منظور دستیابی به گاز بالشتک مناسب برای ذخیره‌سازی زیرسطحی هیدروژن در آبخوان ،در این تحقیق به بررسی اثر واکنش‌های شیمیایی موجود بین گاز عملیاتی(هیدروژن) و گازهای متان ،دی‌اکسید کربن و مخلوط متان و دی اکسید کربن که به‌عنوان گاز بالشتک هر بار به‌صورت مجزا به آبخوان تزریق شده پرداخته‌ایم. نتایج حاکی از آن است که در هریک از حالت‌های اشاره شده که گازی به‌غیر از گاز هیدروژن به‌عنوان گاز بالشتک مورداستفاده قرار گرفته است خلوص هیدروژن تولیدی حداقل 15 درصد و حداکثر تا 35 درصد کاهش می‌یابد.

investigating the effect of chemical reactions on subsurface hydrogen storage in an aquifer

hydrogen storage in underground structures, including aquifers, is one of the reliable, low-cost ways to provide sustainable energy, which has increased in importance in recent years. on the other hand, according to the studies carried out until now, it is suggested that in the subsurface storage of hydrogen in the aquifer, this gas itself is used as a cushion gas, which is technically the best option, but since hydrogen is a precious gas, researchers today they are looking for a suitable substitute gas as injection cushion gas in the aquifer. in this project, the simulation of hydrogen gas storage in a small aquifer model has been carried out in order to investigate the effect of different cushion gases on hydrogen storage and the purity of produced hydrogen. in order to obtain suitable cushion gas for subsurface hydrogen storage in aquifer, in this research, we investigated the effect of chemical reactions between the operating gas (hydrogen) and methane, carbon dioxide, and the mixture of methane and carbon dioxide, which were injected into the aquifer separately each time as a cushion gas. the results indicate it is that in each of the mentioned states that a gas other than hydrogen gas is used as a cushion gas, the purity of the produced hydrogen decreases by at least 15% and at most by 35%.