Opracowanie metody oznaczania gazu glebowego i wodoru

Abstract

Na podstawie badań eksperymentalnych, modelowych i terenowych opracowano nowatorską pułapkę gazową stanowiącą skuteczne narzędzie do monitoringu gazów glebowych, w szczególności wodoru. Jej konstrukcja zapewnia kontrolowaną i powtarzalną akumulację gazów, umożliwiają precyzyjny pobór próbek w warunkach przypowierzchniowych. System charakteryzuje się wysoką czułością na wodór, gaz wyjątkowo trudny do detekcji ze względu na niski ciężar cząsteczkowy, dużą przenikalność i brak właściwości adsorpcyjnych. Analizy z wykorzystaniem chromatografii gazowej potwierdziły stabilność pracy pułapki oraz powtarzalność wyników, nawet przy bardzo niskich stężeniach badanych gazów. W porównaniu z klasycznymi sondami glebowymi, pułapka eliminuje problem nieokreślonej strefy poboru i rozpraszania gazu. Metoda ta ma szczególne znaczenie w ocenie szczelności kawernowych magazynów gazu w przypadku magazynowania paliw z domieszką wodoru lub czystego wodoru. Dzięki modułowej budowie i odporności na zmienne warunki terenowe, system może być stosowany w długoterminowym monitoringu środowiskowym, również w otoczeniu infrastruktury energetycznej. Zaprojektowana pułapka wypełnia lukę technologiczną w zakresie monitoringu środowiskowego dla migracji wodoru, odpowiada na kluczowe potrzeby transformacji energetycznej i stanowi krok w kierunku standaryzacji metod badawczych. Based on experimental, modelling, and field studies, an innovative gas trap was developed as an effective tool for monitoring soil gases, particularly hydrogen. Its design ensures controlled and reproducible gas accumulation, enabling precise sampling under near-surface conditions. The system is highly sensitive to hydrogen, a gas particularly difficult to detect due to its low molecular weight, high diffusivity, and lack of adsorptive properties. Analyses using gas chromatography confirmed the stability of the trap’s operation and the repeatability of results, even at very low concentrations of the investigated gases. Compared with conventional soil probes, the trap eliminates the problem of undefined sampling zones and gas dispersion. This method is especially important for assessing the tightness of cavern gas storage facilities when storing fuels with hydrogen admixture or pure hydrogen. Thanks to its modular design and resistance to variable field conditions, the system can be applied in long-term environmental monitoring, including in the vicinity of energy infrastructure. The developed gas trap fills a technological gap in environmental monitoring of hydrogen migration, addresses key needs of the energy transition, and represents a step toward the standardization of research methods.