二氧化碳地质封存

我们的最终研究目标是为气候变化和全球变暖问题提供创新的解决方案。该研究可使人们对沉积岩碳封存能力有更深的了解，并确定在这类含水层中进行封存的最佳注入条件，以及揭示导致二氧化碳从储层泄露到大气中的潜在机理。因此，这项研究有助于降低含水层中的二氧化碳泄漏风险，提高公众对地质封存的认识，并增强对专家的信任。该研究通过室内实验和数值建模，重点研究短期和长期二氧化碳封存环境下储层的多物理场演化行为。

莫纳什深部地球能源实验室研究人员将为解决全球变暖、维护澳大利亚经济并向新的绿色能源技术过渡做出贡献。

废物再利用

随着工业的快速发展以及人口增长带来的复杂生活方式，废物的产生正以惊人的速度增长。与这些类型的废物相关的主要问题包括使用较大的垃圾填埋场，有害物质对地下水和大气的污染，废物堆场可能造成的山体滑坡以及运输和收集的成本和能量需求。将废物包含在水泥粘合剂中是克服废物产生负面影响的可行解决方案。

碱性活化材料可能消耗大量废料，例如煤灰、金属矿渣、矿山废料、城市废料、业废料和建筑废料，从而有助于消除不利的环境影响。因此，在碱性活化材料中重复使用这些废物，生产具有成本和碳排放优势的粘合剂（能耗低于普通的硅酸盐水泥粘合剂），从而实现了可持续的施工作业。

地热能

增强地热系统的运行遇到了很多挑战，目前尚无法实现世界地热发电厂所预期的能源产量。主要问题包括低渗透率，高生产成本以及在深部岩石中难以形成相互联通的裂缝网络。当前，水被用作增强地热系统的注入流体，造成了严重的水资源浪费。使用超临界二氧化碳代替水注入是一种有前景的方法，因为二氧化碳相对于水更具有优势。另外，二氧化碳注入深地实现了二氧化碳地质封存与地热能提取的一举两得。

通过代替水将超临界二氧化碳用作增强地热系统中的工作流体，有助于降低能耗。更重要的是，二氧化碳压裂形成的相互连通的裂隙网络提高了渗透率和产热量。因此，在增强型地热系统中使用超临界二氧化碳作为工作流体，打开了可再生能源的生产通道，并且封存了温室气体。

煤层气

煤层气是澳洲目前最重要的非常规天然气资源，占据了澳洲约30%的天然气产量，在昆士兰州更是超过了60%。通过排水降压法的传统煤层气开采方法只能回收不到50％的煤层气。 莫纳什大学致力于开发更加环保的技术以提高煤层气抽采率，这些技术包括通过注入二氧化碳或氮气来增强煤层气采收率以及通过使用超临界二氧化碳压裂煤层增加渗透率。 我们已经开发了一种新颖的X射线断层扫描与岩心驱替测试相结合的实验系统，在高温高压原位状态下观察岩心微观结构，得到常规实验不能观察到的微观机理，更好地理解和解释宏观尺度行为。

页岩气

在澳大利亚，天然气现在是仅次于煤炭和石油的第三大能源。在澳大利亚能源需求日益增长以及常规天然气产量下降的大环境下，澳洲面临许多挑战，例如海上天然气成本上升，石油的自给性下降，碳减排压力和经济增长带来的能源需求增大。 我们致力于开发一种新型环保的技术，以改进现有页岩气开采方法，实现低成本、技术可靠，并将其作为一种安全可持续的能源开采技术。 

氢能

氢能作为一种清洁能源，其开发特别是将天然气转化为纯氢气的方式受到人们的广泛关注。为了开发零排放能源这一目标，莫纳什大学的研究人员最近将目光投向甲烷转化技术并将其纳入了的研究范围。

深地采矿

尽管全球对矿物的需求量急剧增加，但矿石品位却随着矿物开采量的增加而下降，从而以常规方式开采矿物的能源消耗在成倍增加。采用原位浸出作为一种替代方法，可以消除常规开采方法能源密集且产生大量废料的缺点。 但是，原位浸出方法仅适用于多孔岩石，而且存在浸滤剂污染地下水的风险。 低渗岩层在采用原位浸出方法前需要进行预处理（例如水力压裂）生成人工裂缝网络。但是水力压裂对环境有潜在影响且裂纹扩展不受控制，不利于原位浸出采矿。 莫纳什大学的研究人员将致力于开发适用于原位浸出采矿的可持续的预处理方法。

天然气水合物

天然气水合物被认为是一种非常规天然气资源，其储量之巨大据统计要大于所有其他天然气的总和。 此外，通过二氧化碳置换水合物中甲烷可以储存二氧化碳，这为解决当前两个重要问题提供了机遇：能源开发和二氧化碳减排。 莫纳什大学的研究人员依托先进的实验室条件，致力于研发可持续的开采方法，从海底水合物储层中提取甲烷，以期成为澳大利亚天然气水合物研究的前沿研究团队。