二氧化碳地质封存研究取得重要进展

受化学领域顶级期刊Accounts of Chemical Research(化学研究述评)主编、美国两院院士Cynthia Burrows(辛西娅·布罗斯)和美国工程院院士  Donald J. DePaolo(唐纳德·德保罗)共同邀请,热能工程系姜培学教授团队撰写的论文《矿物溶解/沉淀与CO2析出对碳地质封存中CO2运动的影响》(“Effect of Mineral Dissolution/Precipitation and CO2 Exsolution on CO2 transport in Geological Carbon Storage”)于8月16日在线发表。

二氧化碳捕集与封存技术(简称CCS)指将二氧化碳从大型排放源(如电厂、化工厂等)捕集、运输并注入地下深部储层进行永久封存的技术,是实现煤炭清洁高效利用、应对全球气候变化的有效技术手段之一。捕集的二氧化碳以超临界压力状态注入储层,在储层多孔结构中的多相流动以及与储层水和岩石间的化学反应,直接影响二氧化碳在储层内赋存状态,是二氧化碳地质封存长期安全性评价的关键。然而,强变物性、化学反应与结构耦合两相流动机理不清,难以理论预测,高压可视化实验难度大,从而无法预测深部储层压力变化对于封存长期安全性的影响。

姜培学教授团队在国家科技部重点专项、国家自然科学基金委、国际科技合作项目等资助下,建立了孔隙和细观尺度高压可视化实验系统,实现了超临界压力下两相界面的实时追踪和定量测量,揭示了界面和结构变化对两相流动影响的微观机制。他们发现矿物溶解改变了孔隙结构,引起二氧化碳/水毛细压力曲线和相对渗透率的变化;首次实验发现当储层压力降低时,微孔中CO2析出气泡的合并现象,阐明了化学反应与多孔结构中多相流动的耦合作用产生自密封机制,阻止CO2在储层中的快速移动。论文第一作者是我系青年教师胥蕊娜副教授,通信作者是姜培学教授。

Accounts of Chemical Research期刊在化学领域具有重要影响(影响因子20.268),被认为是化学化工领域顶级综述性期刊之一,主要是介绍作者团队自己的系统研究工作而不同于其它综述性期刊。

 

(供稿:胥蕊娜  编辑:董佳丽  核发:史翊翔)

 

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