Influência da pressão, temperatura e concentração de superfície orgânica na molhabilidade do hidrogênio no caprock; implicações para o geo-armazenamento de hidrogênio

O hidrogênio (H2) como um combustível mais limpo foi sugerido como um método viável para alcançar os objetivos de descarbonização e atender à crescente demanda global por energia. No entanto, a implementação bem-sucedida de uma economia de hidrogênio em larga escala requer armazenamento de hidrogênio em grande escala (uma vez que o hidrogênio é altamente compressível). Uma solução potencial para esse desafio é injetar hidrogênio em formações geológicas das quais ele pode ser retirado novamente em estágios posteriores para fins de utilização. A capacidade de geo-armazenamento de uma formação porosa é uma função de suas características de molhagem, que influenciam fortemente as saturações residuais, o fluxo de fluido, a taxa de injeção, a taxa de retirada e a segurança de contenção. No entanto, a literatura carece severamente de informações sobre a molhabilidade do hidrogênio em formações geológicas e de caprock realistas, que contêm matéria orgânica (devido à atmosfera redutora prevalente). Portanto, medimos os ângulos de contato avançante (θa) e recuante (θr) de substratos de mica em várias condições térmico-físicas representativas (pressões de 0,1 a 25 MPa, temperaturas de 308–343 K e concentrações de ácido estearico de 10−9 a 10−2 mol/L). A mica exibiu uma tendência crescente para se tornar levemente molhada em água em temperaturas mais altas, pressões mais baixas e concentrações muito baixas de ácido esteárico. No entanto, tornou-se intermediariamente molhada em pressões mais altas, temperaturas mais baixas e concentrações crescentes de ácido esteárico. O estudo sugere que as capacidades de aprisionamento estrutural do H2 em formações geológicas e os potenciais de selamento do caprock dependem fortemente das condições térmico-físicas específicas. Assim, esses dados novos fornecem um avanço significativo na literatura e ajudarão na implementação do geo-armazenamento de hidrogênio em escala industrial.