Helmholtz-Zentrum Deutsches Geoforschungszentrum

Transport von Wasserstoff in Gesteinen unter Berücksichtigung abiotischer chemischer und mikrobieller Redoxreaktionen - H2_ReacT-2

Das Projekt H2_ReacT-2: Transport von Wasserstoff in Gesteinen unter Berücksichtigung abiotischer chemischer und mikrobieller Redoxreaktionen ist ein vom BMBF gefördertes Verbund-Forschungsvorhaben unter Beteiligung der RWTH Aachen, der BGR Hannover und des Helmholtz-Zentrums Potsdam – GFZ.

Am GFZ werden dazu H2-Löslichkeitsexperimente in komplexen Fluid-Salz-Systemen unter Reservoirbedingungen durchgeführt und die Bestimmung der Diffusionskoeffizienten von H2 in Speicher- und Deckgesteinen vorgenommen.

  • Für die Simulation der Speicher- und Transporteigenschaften von H2 sowie die Kalkulation möglicher Diffusions- und Lösungsverluste in geologischen Untergrundspeichern ist die Kenntnis der H2-Löslichkeiten in salinaren Fluiden eine Voraussetzung. Zwar existieren bereits diverse Modelle, mit denen die H2-Löslichkeiten bei verschiedenen Salinitäts- , Druck- und Temperatur-Bedingungen simuliert werden können, diese sind allerdings bisher kaum durch experimentelle Daten validiert. Insbesondere für komplexe Salz-Fluid-Systeme unter reservoispezifischen geologischen Bedingungen existierten bisher keine experimentellen Daten.
  • Für eine Prognose zur Sicherheit und Wirtschaftlichkeit von Untergrundporenspeichern sind auch die molekularer Gasdiffusionskoeffizienten in den jeweils anstehenden Reservoir- und Deckgesteinen wesentliche Parameter. Dafür wurden in der Arbeitsgruppe H2-dichte Diffusionszellen entwickelt, mit denen entsprechende Langzeitversuche ohne die Beeinflussung der Konzentrationsgradienten durch die Gasentnahme für Messungen möglich sind.

Beim experimentellen Umgang mit H2 ist ein speziell ausgestattetes und zertifiziertes H2-Labor notwendig. Das H2-Labor am GFZ erfüllt diese Bedingungen. Seit 2013 gibt es am GFZ umfangreiche Erfahrungen im Umgang mit 100%igem H2 bei hohen Temperaturen und Drücken (300 bar, 200°C). Mit dem H2-Labor ist das GFZ Teil der Wasserstoff-relevante Forschungsinfrastruktur der Helmholtz-Gemeinschaft (s. Kompetenzatlas Wasserstoff in der Helmholtz-Gemeinschaft).

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