Исследователи из Саудовской Аравии проанализировали перспективы геологического хранения углекислого газа в соленых водоносных горизонтах, известных как аквиферы. Этот подход считается одним из самых многообещающих способов снижения выбросов парниковых газов.
Аквиферы представляют собой глубокие пористые породы, заполненные соленой водой, непригодной для питья или сельского хозяйства. Они широко распространены на планете и обладают большим потенциалом для хранения CO₂. На глубинах свыше 800 метров углекислый газ находится в сверхкритическом состоянии — в виде плотного газа или жидкости. В таком виде он легко проникает в поры и может удерживаться в недрах разными способами: растворяться в рассоле (солюбильное улавливание), вступать в химические реакции с породой и образовывать твердые минералы (минерализация), задерживаться в порах благодаря капиллярным силам или скапливаться под непроницаемыми слоями горных пород.
Изучая эти механизмы, исследователи из Университета нефти и минералов имени короля Фахда предложили необычное решение — использовать нанопузырьки CO₂ для повышения эффективности хранения. Речь идет о пузырьках газа диаметром менее одного микрометра. В отличие от обычных пузырей, они не всплывают на поверхность и не лопаются быстро. Благодаря крайне малой плавучести и броуновскому движению нанопузырьки долго сохраняются в жидкости и могут равномерно проникать в пористую структуру породы. Их высокая площадь поверхности способствует ускоренному растворению CO₂ в рассоле и активизирует химические реакции с минералами. Кроме того, использование нанопузырьков может снизить потребность в предварительном сжатии газа, что удешевляет процесс закачки.
Однако технология пока находится на ранней стадии изучения. Большинство экспериментов проводились в лабораторных условиях с очищенной водой, тогда как в реальных аквиферах CO₂ взаимодействует с многокомпонентными солевыми растворами. Также до конца не ясно, как ведут себя нанопузырьки под высоким давлением и температурой, характерными для глубоких подземных пластов. К этому добавляется высокая стоимость таких экспериментов при отсутствии субсидий со стороны государств.
Тем не менее исследователи уверены в высоком потенциале нанопузырьков при хранении CO₂ и призывают научное сообщество к сотрудничеству, предлагая разработать единые стандарты оценки, усилить обмен данными между лабораториями и приступить к первым пилотным полевым испытаниям.
