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Deciphering the hydro-mechanical coupling and multiscale response of basaltic rocks under mineral carbonation: implications for carbon sequestration in the subsurface

Descrizione del progetto

Ricerca sul basalto e sul suo potenziale per le applicazioni di stoccaggio della CO2

Negli ultimi anni sono state sviluppate diverse tecnologie e soluzioni per la cattura e il sequestro della CO2, al fine di contribuire al raggiungimento degli obiettivi del Green Deal. La tecnologia di sequestro della CO2, in particolare, ha visto una diffusione capillare, ricorrendo prevalentemente a rocce basaltiche per ridurre i costi di investimento e il rischio di fughe di CO2. Tuttavia, la ricerca sul basalto come soluzione per lo stoccaggio della CO2 rimane limitata. Grazie al sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto DECODE colmerà questa lacuna nella ricerca studiando la risposta idromeccanica a lungo termine dei basalti all’iniezione di CO2 su diverse scale. Il progetto condurrà importanti esperimenti sulla deformazione delle rocce su scala micrometrica e centimetrica al fine di acquisire dati completi che possano confermare il basalto come soluzione efficiente e sicura per lo stoccaggio della CO2.

Obiettivo

Sustainable usage of the subsurface for mitigating climate change relies on multiple low-carbon solutions. CO2 sequestration has become an increasingly adopted technology, with basaltic rocks emerging as a prime target due to low upfront capital cost and the negligible risk of CO2 leakage, as it is converted into solid mineral forms. Commercial-scale applications of CO2 storage in basalt requires a thorough understanding of the mechanical response of reservoir rocks to injected CO2.

This project, DECODE, aims to reveal the long-term coupled hydro-mechanical response of basalts to injected CO2 across scales. DECODE will perform state-of-the art experiments at two scales:
(1) Micrometer-scale experiments in sophisticated X-ray transparent deformation rig, where the in-situ mineral carbonation process will be visualized; and
(2) Centimetre scale rock deformation experiments using full-field measurements under axisymmetric and true triaxial stress conditions, to highlight the strain localization and changes in permeability during CO2 injection-induced failure.

Building upon the laboratory experiments, at the meter and kilometer scales, a numerical model will be developed using the Discrete Element Method and the homogenized response of permeability associated with mineral carbonation, to better understand hydro-mechanical coupling with CO2 injection in basaltic rocks.

The breakthrough of the project is to advance the understanding of reactive transport in geomaterials and to establish basalt as a safe and effective CO2 storage solution. The proposed research programme leverages the strengths of both the fellow and the host supervisor: the fellow specializes in experimental rock mechanics and deformation localization, while the host supervisor brings expertise in grain-scale modelling. This complementary expertise, combined with a well-tailored career development package for the fellow at the host university (Manchester), ensures the success of DECODE.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinatore

THE UNIVERSITY OF MANCHESTER
Contributo netto dell'UE
€ 260 347,92
Indirizzo
OXFORD ROAD
M13 9PL Manchester
Regno Unito
Regione
North West (England) Greater Manchester Manchester
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato