На фото вы видите не звездное небо, а поверхность Земли, в частности, Северную Дакоту. Яркое свечение в районе Bakken formation, превосходящее по интенсивности огни города Миннеаполис, – это факелы метана, сжигаемого на сланцевых месторождениях. Сгорающий на области Bakken метан производит такой же парниковый эффект, как годовой выхлоп 1 млн автомобилей.
“Это – огромная проблема, потому что сжигание метана не только приводит к пустой трате энергоресурсов, но и увеличивает эмиссию CO2”, – говорит Су Ха, адъюнкт-профессор кафедры химического машиностроения Университета штата Вашингтон (Washington State University) и директор O.H. Reaugh Laboratory for Oil and Gas Research.
Су Ха отмечает, что совместно с другим ученым WSU, старшим преподавателем кафедры химического машиностроения Жаном-Сабином МакИвэном, он нашел решение метановой проблемы. Исследователи разработали компактный агрегат, который с помощью воды преобразует метан в угарный газ и водород, о чем сообщили в журнале ACS Catalysis.
Напомним, что метан, основной компонент природного газа, зачастую становится побочным продуктом бурения нефтяных скважин. Причем этот газ дает в 34 раза более сильный парниковый эффект, чем углекислый. Перекачивать его куда-либо по газопроводам со сланцевых разработок – дорого и нерентабельно.
Переработка же метана на месте – также сложный и затратный процесс, заниматься которым нефтедобытчики не хотят. Молекула метана имеет такие прочные связи, что ее разложение требует огромного количества воды и температур около 1000 градусов Цельсия.
В результате компании просто сжигают попутный метан. Именно это пламя и видно на спутниковой фотографии в начале материала. В 2015 году было опубликовано исследование, согласно которому в таких факелах сгорает 3,5% от общемирового потребления природного газа, отмечает издание Science Daily.
Однако Су Ха и МакИвэн сумели обойти эту трудность, в результате чего процесс требует теперь значительно меньших температур и совсем небольшого количества воды. Добиться такого эффекта они смогли благодаря никелевому катализатору и электромагнитному полю. «Это похоже на кодовый замок, – объясняет профессор Су Ха. – Если составить правильную комбинацию электромагнитного поля и каталитической реакции, то молекула метана как бы разблокируется и «открывается».
Продуктами процесса разложения метана становятся CO (угарный газ) и водород, которые можно использовать при производстве, например, бензина. Или агрегат можно подключить к водородному топливному элементу. «Главное преимущество нашей разработки состоит в том, что ее можно легко установить прямо на сланцевых скважинах, в отличие от крупногабаритного оборудования, которое существует сейчас», – заключает МакИвэн. :///