بررسی چالشها و فرصتهای ذخیره سازی زیرزمینی هیدروژن: تحلیل خواص فیزیکی، شیمیایی و ترمودینامیکی

هیدروژن بهعنوان یک منبع انرژی پاک و قابل تجدید، نقش کلیدی در گذار به سیستمهای انرژی کمکربن ایفا میکند. با این حال، ذخیره سازی زیرزمینی هیدروژن با چالشهایی نظیر چگالی بسیار پایین، ویسکوزیته کم و احتمال نشت از پوش سنگها مواجه است. هدف این پژوهش، بررسی خواص فیزیکی، شیمیایی و ترمودینامیکی هیدروژن در شرایط ذخیره سازی زیرسطحی و شناسایی چالشها و فرصتهای آن است. روش کار این تحقیق شامل تحلیل دادههای تجربی و مدلسازی ریاضی برای بررسی چگالی، ویسکوزیته، انحلال پذیری و سایر ویژگیهای ترمودینامیکی هیدروژن در شرایط مختلف فشار، دما و شوری است. نتایج نشان میدهند که چگالی پایین هیدروژن موجب حرکت سریع آن به سمت بالا و احتمال نشت از پوش سنگها میشود. علاوه بر این، ویژگیهایی مانند ویسکوزیته پایین و انحلال پذیری محدود در آبهای شور میتواند بهطور مثبت بر پایداری ذخیره سازی در مخازن زیرسطحی تاثیر بگذارد. اما در عین حال، پدیدههایی مانند انگشتی شدن و جابهجایی ناپایدار در محیطهای متخلخل میتواند به کاهش کارایی فرآیندهای تزریق و برداشت هیدروژن منجر شود. این مشکلات به ویژه در مخازن گازی تخلیه شده به دلیل برخورد جبهه سیال با فاز آبی برجسته میشوند. نتایج این مطالعه نشان میدهند که برای ذخیرهسازی موفق و پایدار هیدروژن، نیاز به طراحی دقیق مخازن و مدیریت شرایط عملیاتی وجود دارد. پژوهشهای آتی باید بر توسعه فناوریهای ذخیرهسازی، بهینهسازی فرآیندها و بررسی بیشتر عوامل محیطی مانند شوری، دما و فشار تمرکز کنند.

کلیدواژه ها:

هیدروژن ، ذخیره سازی زیرزمینی ، چگالی ، ویسکوزیته و انحلال پذیری