Nicolai Thüns, M.Sc.

 

H2 - ReacT - Verbundprojekt - Lehrstuhl für Erdöl und Kohle & Ton- und Grenzflächenmineralogie

Gemeinsames Projekt mit dem LEK, Lehrstuhl für Geologie, Geochemie und Lagerstätten des Erdöls und der Kohle, Dr. Bernhard Kroos.

Neben der RWTH Aachen sind das Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ) und die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) Hannover im Verbundprojekt H2_ReacT (01.07.2017 - 31.08.2020), sowie dem Folgeprojekt H2_ReacT 2 (Start 01.09.2020; Dauer 2 Jahre), involviert.

Diese Projekte dienen der Untersuchung von grundlegenden petrophysikalischen, mineralogisch-geochemischen und biologischen Fragen der untertägigen Wasserstoffspeicherung. Das Langzeitverhalten geologischer Wasserstoff-speicher lässt sich derzeit nur sehr eingeschränkt prognostizieren, da verlässliche Daten zur Kinetik relevanter Redoxreaktionen und zur Wasserstoffdurchlässigkeit von Deckschichten fehlen. Eine große Unsicherheit, in Bezug auf die reaktiven Transportprozesse des molekularen Wasserstoffs (H2), stellen chemische und mikrobielle Redox-Reaktionen dar.

Im Verbundprojekt H2_ReacT (01.07.2017 bis 30.06.2020) wurden von den Instituten „Clay and Interface Mineralogy“ (RWTH-CIM) und „Geology and Geochemistry of Petroleum and Coal” (RWTH-LEK) erste reaktionskinetische Parameter für das System H2-Hämatit (Fe2O3) erhoben (Thüns et al., 2019). Zudem wurden Permeabilitäts-änderungen, in Folge des durch H2 Konsum angetriebenen mikrobiellen Wachstum, für potenzielle Lager- und Deckgesteine experimentell bestimmt. In H2_ReacT wurden von den Verbundpartnern BGR und GFZ ebenfalls geochemische Fragestellungen (BGR-GeoC) und mikrobielle Reaktionen (BGR-MiBi) untersucht, als auch Daten zur H2-Löslichkeit in salinaren Fluiden (GFZ) erhoben.

Das Folgeprojekt H2_ReacT 2 widmet sich weiterhin der Erforschung von Grundlagen der reaktiven Transportprozesse von H2 im Untergrund. Aufbauend auf den Erfahrungen aus der ersten Projektphasen konzentrieren sich die Forschungsziele auf folgende Themenschwerpunkte:

1. Gekoppelte Redoxprozesse der Oxidation von Wasserstoff an Eisenoxidoberflächen in Bezug auf Lösungs-Fällungsreaktionen und die Ausbildung von Reaktionsfronten (RWTH-CIM, BGR-GeoC , RWTH-LEK)

1. Einfluss von Lösungs- und Diffusionsgeschwindigkeiten auf Verteilung und reaktiven Umsatz von H₂ in Porenspeichern beim Speicherbetrieb (GFZ)

1. Bedingungen und Auswirkungen mikrobieller Umsetzungen (z.B. Methanisierung, Sulfatreduktion, Bildung von Biofilmen) in Speichergesteinen (BGR-MiBi, RWTH-LEK)