Ein Forschungsteam des Skolkovo Institute of Technology hat eine innovative Wasserstoffproduktionstechnologie entwickelt, die Erdgas direkt vor Ort in Erdgasfeldern in Wasserstoff umwandeln kann und dabei einen Wirkungsgrad von 45 % erreicht. Bei dieser Technologie werden Dampf, Katalysatoren und Sauerstoff in die Gasquellen eingeleitet, um eine chemische Reaktion in unterirdischen Speichern zu ermöglichen. Dies eröffnet einen neuen Weg zur sauberen Energieerzeugung.

Forscher führten Experimente in einem Hochdruckreaktor durch, der die Umgebung eines realen Gaslagers simulierte. Dabei wurden Methan, Wasserdampf und ein Katalysator vermischt, bevor Sauerstoff zugeführt wurde, um eine Verbrennungsreaktion auszulösen. Bei diesem Erdgas-zu-Wasserstoff-Verfahren entsteht ein Gemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff, das anschließend durch eine spezielle Trennmembran als reiner Wasserstoff gewonnen wird. Das verbleibende Kohlenmonoxid und Kohlendioxid werden unterirdisch gelagert. Projektleiterin Dr. Elena Mukhina erklärte: „Alle Verfahrensschritte basieren auf bewährten Technologien, die bisher noch nie zur Wasserstoffgewinnung aus realen Gaslagerstätten eingesetzt wurden. Wir haben gezeigt, dass unser Verfahren die Umwandlung von Kohlenwasserstoffen in umweltfreundliche Kraftstoffe direkt vor Ort mit einem Wirkungsgrad von bis zu 45 % ermöglicht. Zukünftig planen wir, unser Verfahren in realen Gasfeldern zu testen.“

Experimentelle Daten zeigen, dass dieses Erdgas-zu-Wasserstoff-Verfahren bei einer Betriebstemperatur von 800 °C und bestimmten Dampfverhältnissen eine optimale Reaktionseffizienz erreicht. Bei einem vierfachen Dampfverbrauch im Vergleich zum Erdgasverbrauch beträgt der Wasserstoffanteil am erzeugten Gasvolumen 45 %. Die Studie ergab außerdem, dass die Verwendung inerter Materialien wie porösem Aluminiumoxid die Effizienz weiter auf 55 % steigern kann. Diese Technologie dürfte den Übergang von fossilen Brennstoffen zu sauberer Wasserstoffenergie vorantreiben.

Derzeit basieren rund 80 % der weltweiten Energieversorgung auf fossilen Brennstoffen, und herkömmliche Wasserstoffproduktionsverfahren sind mit erheblichen CO₂-Emissionen verbunden. Diese Erdgas-zu-Wasserstoff-Technologie reduziert die Treibhausgasemissionen effektiv durch die unterirdische Speicherung von Reaktionsnebenprodukten. Die entsprechenden Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift *Fuel* veröffentlicht und bieten eine neue technologische Option für die Entwicklung der Wasserstoffindustrie.

Weitere Informationen: Elena Mukhina et al., „A new approach to hydrogen synthesis in natural gas reservoirs“, Fuel (2024).