科學家突破性發現！天然氣田直接產氫技術 45%高效率還能封存碳排

俄羅斯斯科爾科沃科技學院(Skoltech)的研究團隊開發出一項革命性技術，可直接在天然氣田開採氫氣，效率高達45%，同時將碳排放封存於地底。這項突破性研究發表在《Fuel》期刊，並獲得俄羅斯科學基金會(RSF)資助，為大規模生產潔淨氫能源帶來新曙光。

目前全球約80%能源來自石油和天然氣等化石燃料，燃燒時會排放二氧化碳，加劇氣候變遷與環境惡化。雖然天然氣被視為較潔淨的化石燃料，但仍會產生大量二氧化碳。相較之下，氫燃料在使用時僅排放水蒸氣，是更環保的替代能源。然而，氫氣生產的技術瓶頸一直限制其廣泛應用。

這項創新技術首次提出從富含碳氫化合物的天然氣田儲層中提取氫氣。研究團隊設計了一套高效的多步驟製程：首先將蒸汽和催化劑注入氣井，接著泵入空氣或純氧點燃儲層中的天然氣。在蒸汽和催化劑輔助下，天然氣燃燒後轉化為一氧化碳和氫氣的混合氣體。

特別值得一提的是，反應產生的一氧化碳會在地層中轉化為二氧化碳並永久封存，不會釋放到大氣中。最後階段透過特殊薄膜從井中提取純氫氣，其他燃燒產物則被阻隔在地底。

研究團隊在模擬真實氣田環境的實驗室反應器中測試此製程。他們將壓碎的岩石放入反應器，注入甲烷(天然氣主要成分)、蒸汽、催化劑和氧氣，並維持相當於氣田儲層的壓力(約大氣壓的80倍)。實驗結果顯示，在攝氏800度且蒸汽量為天然氣四倍的條件下，氫氣產量可達總氣體體積的45%。

研究還發現，岩石成分會影響氫氣產率。例如使用多孔氧化鋁時，產率可提升至55%。這是因為氧化鋁具有惰性，不會與周圍元素發生反應。而天然岩石含有其他活性礦物質，可能影響氫氣產量。

該研究負責人、Skoltech石油研究中心資深科學家Elena Mukhina博士表示：「所有製程階段都基於成熟技術，只是過去未曾應用於實際氣田的氫氣生產。我們已證明這套方法能在現場環境中將碳氫化合物轉化為綠色燃料，效率達45%。未來我們計劃在真實氣田進行測試。」

這項突破性研究為全球能源轉型提供新思路，有望加速潔淨能源的普及應用，對緩解氣候變遷具有重要意義。