煤炭可以成为一种‘地质氢电池’
近年来，科学家一直开发氢气作为清洁能源，以遏制全球对化石燃料的依赖。近期，美国宾夕法尼亚州立大学的科学家团队在存储氢气方面取得了突破。
他们发现，煤炭可能是一种潜在的储氢方式，就像电池储存能源供未来使用一样，解决了发展清洁能源供应链的一个主要障碍。
宾夕法尼亚州立大学能源与矿物工程副教授Shimin Liu说：“我们发现煤炭可以成为一种‘地质氢电池’。你可以注入并储存氢能，当你需要的时候就可以使用它。”
氢是一种清洁燃烧的燃料，有望用于交通、发电和制造业等能源密集型行业。但科学家们表示，要建立氢基础设施，使其成为一种负担得起的可靠能源，还有很多工作要做。
其中，我们需要开发一种储存氢的方法，但目前的方法既昂贵又低效。科学家们说，地质构造是一个有趣的选择，因为它们可以储存大量的氢气，以满足每日或季节性变化时高峰和低谷的能源需求。
Liu指出：“人们对煤炭进行了充分的研究，近半个世纪以来，我们一直在从煤炭中商业生产天然气，我们理解这个过程。我们还有一些基础设施。我认为，煤炭将是进行地质氢气储存的合乎逻辑的地方。”
为了验证这一点，科学家们分析了来自美国各地煤田的八种煤，以更好地了解它们的吸附和抽离氢气的潜力，或者说，了解它们究竟能容纳多少氢。
他们的研究成果已于近期发表在了《应用能源》上。科学家们报告说，所有八种煤都表现出相当大的吸附性能，其中来自弗吉尼亚州东部的低挥发性烟煤和宾夕法尼亚州东部的无烟煤在测试中表现最好。
Liu说：“从科学的角度来看，煤炭很有可能成为地质储存的最佳选择。我们发现，煤炭的表现优于其他地层，因为它可以容纳更多的储量，它拥有现有的基础设施，并且在全国各地和人口稠密地区附近广泛使用。”
研究发现，枯竭的煤层气储层可能是最好的选择。这些煤层含有甲烷等非常规天然气，在过去几十年里已成为化石燃料能源的重要来源。甲烷附着在煤的表面，这一过程被称为“吸附”。
同样，向煤中注入氢气会导致氢气被煤吸收或粘在煤上。科学家们说，这些地层的顶部通常有一层页岩或泥岩，起到密封的作用。人们可以在需要的时候，再将甲烷或氢气抽出来。
根据实验结果，科学家们确定无烟煤和半无烟煤是枯竭煤层中储氢的良好候选者，而低挥发性烟煤是含气煤层的更好候选者。研究人员指出，在煤矿社区开发储氢可以为这些地区带来新的经济机会，同时也有助于建立国家级的储氢基础设施。
