Surfaktanter for kombinert lagring av karbondioksid og EOR

Surfaktanter er overflateaktive forbindelser som har en unik evne til å legge seg på grenseflaten og redusere overflatespenningen mellom vanligvis ikke-blandbare væsker, gasser og faste stoffer. En surfaktant med de rette egenskapene vil kunne være overflateaktiv både på vann/CO2- og vann/hydrokarbon grenseflatene. Surfaktanten vil være i stand til å først binde CO2 i vann i en blanding (emulsjon) som pumpes ned i et hydrokarbonreservoar, hvor emulsjonen løses opp, CO2 frigjøres, og etterlates for lagring, mens surfaktanten videre vil løsrive hydrokarboner fra reservoaret som vil følge vannstrømmen til en produksjonsbrønn.

Karbonfangst og lagring er potensielt et veldig viktig, men også kostbart verktøy for å redusere mengden karbondioksid i atmosfæren. Ved hjelp av overflateaktive forbindelser (surfaktanter) med nøye utvalgte egenskaper vil det være mulig å kombinere lagring av karbondioksid med EOR. Dette forventes å redusere kostnadene som vanligvis forbindes med karbonlagring og skape insentiver for ytterligere satsing på karbonhåndtering.

Ved hjelp av molekylærdynamiske simuleringer har oppførselen til ulike morpholine-baserte surfaktanter, og hvordan de påvirker grenseflatene mellom vann, karbondioksid og hydrokarboner, blitt studert på atomistisk skala. Studiene omfatter både N-acetyl- (NAM) og N-formyl morpholine (NFM), i tillegg til flere nye forbindelser basert på de kjemiske strukturene til NAM og NFM, for å få bedre innsikt i hvordan surfaktantenes egenskaper påvirkes av endringer i molekylstrukturen. Arbeidet har bidratt til utviklingen av et rammeverk som kan benyttes for å studere både eksisterende og hypotetiske surfaktanter, evaluere egenskapene, og danne datagrunnlag for videre analyser og studier for å kunne utvikle teknologi basert på det nevnte konseptet.

Personalia

Juri Selvåg (f. 1990) har en mastergrad i Matematikk og fysikk med fordypning innen Teknisk fysikk fra NTNU i Trondheim. I 2015 ble han ansatt som stipendiat ved Institutt for fysikk og teknologi, hvor han har jobbet med doktorgraden under veiledning av professor Tatiana Kuznetsova og professor Bjørn Kvamme.