地质储氢温压条件下H<sub>2</sub>在纯水中的扩散系数

徐冬红; 郭会荣; 吕万军

doi:10.19509/j.cnki.dzkq.tb20250184

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地质储氢温压条件下H₂在纯水中的扩散系数

地下水科学与工程 | 更新时间：2026-11-05

- 地质储氢温压条件下H₂在纯水中的扩散系数
- 地质储氢温压条件下H₂在纯水中的扩散系数
- 地质科技通报 2026年45卷第4期页码：238-247
- 作者机构：
  
  1. 中国地质大学(武汉)环境学院
  2. 中国地质大学(武汉)海洋学院
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目（42572322）
- DOI：10.19509/j.cnki.dzkq.tb20250184
  中图分类号： TK91;P641
- 纸质出版：2026
- 稿件说明：
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徐冬红, 郭会荣, 吕万军. 地质储氢温压条件下H₂在纯水中的扩散系数[J]. 地质科技通报, 2026,45(4):238-247. DOI: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20250184.

徐冬红, 郭会荣, 吕万军. 地质储氢温压条件下H₂在纯水中的扩散系数[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2026, 45(4): 238-247. DOI: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20250184.
徐冬红, 郭会荣, 吕万军. 地质储氢温压条件下H₂在纯水中的扩散系数[J]. 地质科技通报, 2026,45(4):238-247. DOI: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20250184. DOI：

徐冬红, 郭会荣, 吕万军. 地质储氢温压条件下H₂在纯水中的扩散系数[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2026, 45(4): 238-247. DOI: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20250184. DOI：

摘要

随着氢能利用需求不断提升，地下地质储氢（UHS）已成为能源储存领域的研究热点。地质储氢高温高压条件下H

在纯水中的扩散系数，是定量刻画H

在储层孔隙中运移行为、准确评价H

通过盖层扩散损失的关键参数。但现有研究多集中于常温常压条件，高温高压条件下的实验数据仍较为缺乏。本研究采用显微激光拉曼光谱技术，在透明高压石英毛细管中原位观测H

在水溶液中的溶解扩散过程，实测获得10～30 MPa、298.15～393.15 K温压范围内H

在纯水中的扩散系数，并分析其影响规律与工程应用意义。结果表明：温度对扩散系数影响显著，随温度升高扩散系数明显增大；20 MPa下温度由298.15 K升至363.15 K时，扩散系数增幅约211%，可用Speedy-Angell幂律方程准确拟合：D=23.572×10

-9

[（T/213.54）-1

]

2.021

。压力对扩散系数影响较弱，随压力增大整体呈轻微下降趋势；363.15 K时压力由10 MPa升至30 MPa，扩散系数降幅约4.8%。结合有效扩散系数经验公式估算H

透过盖层的泄漏通量，结果显示盖层厚度越大，H

扩散总量越小、扩散速度越慢、泄漏风险越低。因此，实际地质储氢工程应优先选择温度较低、盖层厚度较大的深层地质构造。本研究获取的高温高压扩散系数数据，可为地质储氢中H

运移规律定量刻画与扩散通量计算提供关键参数，同时为储氢场地选址、方案设计与风险评估提供科学依据。

Abstract

关键词

Keywords

references

李海燕,彭仕宓,傅广.天然气扩散系数的研究方法[J].石油勘探与开发,2001(01).

邹才能,熊波,薛华庆,郑德温,葛稚新,王影,蒋璐阳,潘松圻,吴松涛.新能源在碳中和中的地位与作用[J].石油勘探与开发,2021(02).

杨春和,王同涛.深地储能研究进展[J].岩石力学与工程学报,2022(09).

周庆凡,张俊法.地下储氢技术研究综述[J].油气与新能源,2022(04).

罗亚南,蒋坤卿,黄思浩,冯波,卜宪标.地热水回灌耦合CO_2地质封存系统安全性分析[J].地质科技通报,2024(03).

王延欣.枯竭油气藏储集库储热供暖耦合CO_2封存性能分析[J].地质科技通报,2024(03).

伍娟,王洋,杨俊沂,王雪飞,王二强.无膜电解水制氢技术研究进展[J].中国科学:化学,2025(02).

张菊,季玉轩,郭会荣,李辉,王哲.海底沉积层裂隙中水合物封堵CO_2效果与失稳条件实验[J].地质科技通报,2025(05).

W. J. Lu,I. M. Chou,R. C. Burruss,M. Z. Yang.In situ Study of Mass Transfer in Aqueous Solutions under High Pressures via Raman Spectroscopy: A New Method for the Determination of Diffusion Coefficients of Methane in Water near Hydrate Formation Conditions[J].Applied Spectroscopy,2006.

Jianli Ma,Qi Li,Michael Kühn,Natalie Nakaten.Power-to-gas based subsurface energy storage: A review[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews,2018.

Wanjun Lu,Huirong Guo,I.M. Chou,R.C. Burruss,Lanlan Li.Determination of diffusion coefficients of carbon dioxide in water between 268 and 473<ce:hsp sp="0.25"/>K in a high-pressure capillary optical cell with in situ Raman spectroscopic measurements[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,2013.

Huirong Guo,Ying Chen,Wanjun Lu,Lanlan Li,Menghan Wang.In situ Raman spectroscopic study of diffusion coefficients of methane in liquid water under high pressure and wide temperatures[J].Fluid Phase Equilibria,2013.

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