Projektleiter B2
Prof. Dr. Ronald Eisele
- Fachhochschule Kiel
- Forschungs- und Entwicklungszentrum FH Kiel
Axel Berger
CONTROS GmbH
Methanhydrate sollen im Labor mit CO2 umgesetzt werden, um Erdgas (Methan) aus den Hydraten zu gewinnen und das CO2 als Hydrat zu speichern. Diese Reaktion ist thermodynamisch begünstigt, da CO2 -Hydrate unter den Druck- und Temperaturbedingungen im Meeresboden stabiler sind als Methanhydrate.
Der Austausch von Gasmolekülen im Hydratgitter läuft jedoch unter in-situ Bedingungen nur sehr langsam ab. Die Wasserkäfige, in denen die Methanmoleküle gefangen sind, müssen durch Wärmezufuhr oder chemische Substanzen stimuliert oder destabilisiert werden, um die Geschwindigkeit der Gasaustauschreaktion zu erhöhen.
Im Teilprojekt B2 werden daher verschiedene Verfahren im Labormaßstab getestet, die alle darauf abzielen:
Methanhydrate werden zunächst in einer Sandmatrix synthetisiert und anschließend durch die Zugabe von CO2, Wärme und weiteren Reagenzien zersetzt und in CO2-Hydrate umgewandelt. Die Reaktionskinetik wird unter kontrollierten Bedingungen (50 – 400 bar und 0 – 50°C) mit Hilfe verschiedener Meßmethoden erfasst (CO2- und Methansensoren, Gaschromatographie, NMR- und Raman-Spektroskopie, etc.). Dabei werden die folgenden Ansätze getestet:
Die Wärme wird durch zwei verschiedene Verfahren generiert. Zum einen wird in einem Reaktor Methan mit Luftsauerstoff verbrannt und zum anderen wird warmes Oberflächenwasser mit Hilfe einer Mammutpumpe in die Hydrate eingebracht.
Author | Title | Year | Journal/Proceedings | Reftype | DOI/URL |
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Althaus, W., Graen-Heedfeld, J., Hadulla, A., Schlüter, S., Schultz, H.J. & Schulzke, T. | Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung und Förderung von Gashydraten und Gasen aus Gashydraten [Abstract] [BibTeX] | 2003 | (WO/2003/021079) | patent | |
Bigalke, N., Rehder, G., Gust, G., Michl, F., Labahn, E. & Steffen, H. | A new approach to investigate effects of CO2 sequestration within the deep ocean using advanced pressure lab technology. [Abstract] [BibTeX] | 2006 | Geophysical Research Abstracts Vol. 8(02825,) | article | URL |
Brewer, P., Peltzer, E., Friederich, G. & Rehder, G. | Experimental determination of the fate of rising CO2 droplets in sea water [Abstract] [BibTeX] | 2002 | Environmental Science and Technology Vol. 36(24), pp. 5441–5446 | article | DOI |
Brewer, P.G., Paull, C., Peltzer, E.T., Ussler, W., Rehder, G. & Friederich, G. | Measurements of the fate of gas hydrates during transit through the ocean water column [Abstract] [BibTeX] | 2002 | Geophysical Research Letters Vol. 29(22), pp. 4 | article | DOI |
Dholabhai, P.D., Englezos, P., Kalogerakis, N. & Bishnoi, P.R. | EQUILIBRIUM CONDITIONS FOR METHANE HYDRATE FORMATION IN AQUEOUS MIXED ELECTROLYTE-SOLUTIONS [Abstract] [BibTeX] | 1991 | Canadian Journal of Chemical Engineering Vol. 69(3), pp. 800-805 | article | |
Esser, D. | Mets – The Tool for Pipeline Inspection [Abstract] [BibTeX] | 2002 | Sea Technology, pp. 51 | article | URL |
Haeckel, M., Suess, E., Wallmann, K. & Rickert, D. | Rising methane gas bubbles form massive hydrate layers at the seafloor [Abstract] [BibTeX] | 2004 | Geochimica Et Cosmochimica Acta Vol. 68(21), pp. 4335-4345 | article | DOI |
Hensen, C. & Wallmann, K. | Methane formation at Costa Rica continental margin - constraints for gas hydrate inventories and cross-decollement fluid flow [Abstract] [BibTeX] | 2005 | Earth and Planetary Science Letters Vol. 236(1-2), pp. 41-60 | article | DOI |
Luff, R., Greinert, J., Wallmann, K., Klaucke, I. & Suess, E. | Simulation of long-term feedbacks from authigenic carbonate crust formation at cold vent sites [Abstract] [BibTeX] | 2005 | Chemical Geology Vol. 216(1-2), pp. 157-174 | article | DOI |
Luff, R., Haeckel, M. & Wallmann, K. | Robust and fast FORTRAN and MATLAB libraries to calculate pH distributions in a non-steady state model for aqueous systems [Abstract] [BibTeX] | 2001 | Computers & Geosciences Vol. 27(2), pp. 157-169 | article | DOI |
Luff, R. & Wallmann, K. | Fluid flow, methane fluxes, carbonate precipitation and biogeochemical turnover in gas hydrate-bearing sediments at Hydrate Ridge, Cascadia Margin: Numerical modeling and mass balances [Abstract] [BibTeX] | 2003 | Geochimica Et Cosmochimica Acta Vol. 67(18), pp. 3403-3421 | article | DOI |
Luff, R., Wallmann, K. & Aloisi, G. | Numerical modeling of carbonate crust formation at cold vent sites: significance for fluid and methane budgets and chemosynthetic biological communities [Abstract] [BibTeX] | 2004 | Earth and Planetary Science Letters Vol. 221(1-4), pp. 337-353 | article | DOI |
Ohgaki, K., Takano, K., Sangawa, H., Matsubara, T. & Nakano, S. | Methane exploitation by carbon dioxide from gas hydrates - Phase equilibria for CO2-CH4 mixed hydrate system [Abstract] [BibTeX] | 1996 | Journal of Chemical Engineering of Japan Vol. 29(3), pp. 478-483 | article | |
Rehder, G., Brewer, P.W., Peltzer, E.T. & Friederich, G. | Enhanced lifetime of methane bubble streams within the deep ocean [Abstract] [BibTeX] | 2002 | Geophysical Research Letters Vol. 29(15) | article | DOI |
Rehder, G., Kirby, S.H., Durham, W.B., Stern, L.A., Peltzer, E.T., Pinkston, J. & Brewer, P.G. | Dissolution rates of pure methane hydrate and carbon-dioxide hydrate in undersaturated seawater at 1000-m depth [Abstract] [BibTeX] | 2004 | Geochimica Et Cosmochimica Acta Vol. 68(2), pp. 285-292 | article | DOI |
Reuter, R., Badewien, T.H., Bartholoma, A., Braun, A., Lubben, A. & Rullkotter, J. | A hydrographic time series station in the Wadden Sea (southern North Sea) [Abstract] [BibTeX] | 2009 | Ocean Dynamics Vol. 59(2), pp. 195-211 | article | DOI |
Schicks, J., Neumann, D., Specht, U. & Veser, G. | Nanoengineered catalysts for high-temperature methane partial oxidation [Abstract] [BibTeX] | 2003 | Catalysis Today Vol. 81(2), pp. 287-296 | article | DOI |
Schicks, J.M., Naumann, R. & Erzinger, J. | Phase transitions in methane + ethane + propane gas hydrates: experimental observation versus modelled data. [BibTeX] | 2005 | Proceedings of the Fifth International Conference on Gas Hydrates, pp. 1657-1662 | inproceedings | URL |
Schicks, J.M., Naumann, R., Erzinger, J., Hester, K.C., Koh, C.A. & Sloan, E.D. | Phase transitions in mixed gas hydrates: Experimental observations versus calculated data [Abstract] [BibTeX] | 2006 | Journal of Physical Chemistry B Vol. 110(23), pp. 11468-11474 | article | DOI |
Schultz, H. | Zum Gashydratabbau mittels Mammut-Pumpen-Prinzip [Abstract] [BibTeX] | 2004 | Fraunhofer IRB Verlag: pp. 173 | book | URL |
Schultz, H.J., Deerberg, G. & H., F. | Neue Perspektive zum Abbau von Gashydraten. [Abstract] [BibTeX] | 2006 | VGB Power Tech Vol. 84(10), pp. 130-137 | article | |
Schultz, H.J., Fahlenkamp, H. & Deerberg, G. | Simulation des Abbaus ozeanischer Gashydrate [Abstract] [BibTeX] | 2004 | Chemie Ingenieur Technik Vol. 76(6), pp. 751-754 | article | DOI |
Seo, Y.T. & Lee, H. | Multiple-phase hydrate equilibria of the ternary carbon dioxide, methane, and water mixtures [Abstract] [BibTeX] | 2001 | Journal of Physical Chemistry B Vol. 105(41), pp. 10084-10090 | article | DOI |
Sloan, E.D.J. & Koh, C. | Clathrate hydrates of natural gases [Abstract] [BibTeX] | 2008 | Marcel Dekker, Inc.: pp. 537-628 | inbook | URL |
Spangenberg, E. & Kulenkampff, J. | Physical Properties of Gashydrate-Bearing Sediments [BibTeX] | 2005 | Proceedings of the Fifth International Conference on Gas Hydrates, pp. 1657-1662 | inproceedings | URL |
Spangenberg, E., Kulenkampff, J., Naumann, R. & Erzinger, J. | Pore space hydrate formation in a glass bead sample from methane dissolved in water [Abstract] [BibTeX] | 2005 | Geophysical Research Letters Vol. 32(24), pp. 4 | article | DOI |
Tishchenko, P., Hensen, C., Wallmann, K. & Wong, C.S. | Calculation of the stability and solubility of methane hydrate in seawater [Abstract] [BibTeX] | 2005 | Chemical Geology Vol. 219(1-4), pp. 37-52 | article | DOI |
Wallmann, K., Aloisi, G., Haeckel, M., Obzhirov, A., Pavlova, G. & Tishchenko, P. | Kinetics of organic matter degradation, microbial methane generation, and gas hydrate formation in anoxic marine sediments [Abstract] [BibTeX] | 2006 | Geochimica Et Cosmochimica Acta Vol. 70(15), pp. 3905-3927 | article | DOI |