向对地质氢储存的基础理解迈进

地质 H2 储存在实现可再生 H2 经济的成功过渡和实现大气净零排放中起着核心作用。已经利用广泛的储层和操作数据探索了耗尽的油气储层。然而，残余的碳氢化合物可能会与注入的 H2 在储层中混合。此外，H2 的低密度和高扩散性可能通过断层路径造成 H2 从储层泄漏。有趣的是，H2 可被微生物消耗，这导致孔隙网络沉淀、堵塞和部分渗透性损害。因此，如果储存场景未能谨慎规划，储存的 H2 可能会在地层中丧失。尽管盐穴是经过商业验证的安全地质岩石以供 H2 存储，但与耗尽的气体储层相比，它们的储存能力较低。此外，盐结构（例如，拱形、层状）和盐穴中微生物的活动是影响储存过程的限制因素。因此，我们讨论了不同地质环境中氢储存的挑战和未来展望。我们还强调了不同微生物群落的地理限制以及对生物物质转化的理论理解（就岩石矿物而言，即云母和方解石）在地质 H2 储存中的作用。关于 H2 在地质环境中的基本行为，它在地层水中的溶解度较低；因此，与 CO2 和 CH4 相比，它的溶解度捕获可能较少。此外，由于较高的界面张力，H2 气体在多孔介质中可以达到高于 CH4 和 CO2 的毛细入口压力。此外，H2 的低粘度可能促进其注入和生产，但 H2 可能会形成二次捕集和粘性指状流动。因此，这篇综述记录了在工业规模下修订地下 H2 储存的关键信息的结合。