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氢泉到处有,寻找就可见 精选

已有 4413 次阅读 2024-2-9 22:15 |个人分类:自然科学|系统分类:海外观察

氢泉到处有,寻找就可见

天然氢气2023年受到科学界和产业界的巨大关注,2024年仍然如是。最近发现巨大氢泉,让天然氢气继续保持热度,希望这种热度能带来真正的收获,让天然氢气能真正具有开采价值。

研究人员发现从阿尔巴尼亚的一个深矿中冒出了一个巨大的氢泉。尽管开采起来可能不经济,但令人惊讶的高流量可能会引起人们对新兴的天然氢领域的兴趣,即地球本身可能是清洁燃烧燃料的来源这一被忽视的想法。

“这些矿床长期以来一直被石油和天然气行业所忽视,”伍兹霍尔海洋研究所的地球化学家Frieder Klein说。“这是朝着正确的方向前进的。”

今天发表在《科学》杂志上的这一发现的一个要点是,氢似乎比曾经想象的更普遍,德克萨斯大学奥斯汀分校的能源系统研究员迈克尔·韦伯说。“如果你寻找它,你就会找到它,”他说。“它真的可以扰乱地缘政治,而且在很多方面都是好的,因为氢气将是石油和天然气不在的地方。

氢能源已经受到许多国家的重视,目前主流努力方向是电解水制造氢气。各国政府正在投资数十亿美元,通过使用可再生能源分解水来制造“绿色氢气”。其目的是在炼钢和化肥生产等行业以及重型运输中取代化石燃料。但是,如果存在足够多的天然氢气,从地下天然存在的沉积物中提取氢气可能会更便宜。

几十年来,专家们对此表示怀疑。他们认为这种富含能量和反应性的气体要么被微生物吞噬,要么被化学转化为其他形式。这种观点现在正在改变:来自旧井日志和有时被称为“仙女圈”的令人费解的地表渗漏的暗示表明,地壳可能含有大量的氢。创业公司现在正在世界各地疯狂地寻找天然氢气矿。

但该领域的数据是模糊的,很难获得。阿尔巴尼亚的 Bulqizë 矿为研究人员提供了在更可控的环境中进行测量的机会。该矿是世界上最大的铬矿之一,位于称为蛇绿岩的岩石中,当致密的海洋岩石的构造板块被推到陆地上而不是陷入地幔时形成。阿尔巴尼亚的岩石在数千万年前被推到原位,当时非洲与欧洲相撞并关闭了一片古老的海洋。

氢猎人对蛇绿岩感兴趣,因为它们含有来自上地幔的富含铁的岩石。水可以在高温和高压下与这些蛇绿岩岩石发生反应,产生大量的氢气。众所周知,这种易燃气体会泄漏到Bulqizë矿中,自1992年以来,该矿经历了三次重大爆炸,其中一次是致命的。

格勒诺布尔阿尔卑斯山大学的地球化学家劳伦特·特鲁什(Laurent Truche)及其同事进入了矿山,并追踪了水流的来源。在矿井深处,将近1公里处,他们发现了一个翻腾的水池,他们称之为“按摩浴缸”。Truche 将他的头灯照在气泡上,结果发现这些气泡是 84% 的氢气——一种令人难以置信的纯净来源。“后来我意识到我在这个游泳池里所做的事情非常危险,”他说。“那盏灯根本不防爆,我的头正好在这个冒泡的泉水上方。”

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Truche及其同事计算,按摩浴缸每年释放11吨氢气。根据其他竖井和洞穴中的空气样本,他们认为该矿每年总共释放200吨氢气,足以将兴登堡齐柏林飞艇填满10倍以上。这种通量大约是阿曼等其他地方蛇绿岩记录的通量的1000倍,斯坦福大学能源科学与工程研究生Yashee Mathur说,他正在研究天然氢。“我们需要更多这种有意识的测量,”她说。

虽然流量很大,但矿井下储存的氢气总量可能不大。Truche及其同事认为,氢气排放始于矿井刺穿了断层带,该断层带含有被困气体。根据对断层带大小的估计,研究人员表示,它可以容纳5000至50,000吨氢气。马图尔说,这可能不值得尝试商业化利用。根据美国能源部高级研究计划局(Advanced Research Projects Agency-Energy)最近宣布的天然氢赠款资金公告探矿者的目标应该是1000万吨或更多的氢气矿床。如今,全球氢气需求约为每年1亿吨

不过,Truche说,氢气的流动可能足以在现场收集和使用。“目前(矿山经理)正试图摆脱氢气,”他说。“事实上,有可能收集这种氢气并将其用于燃气轮机。

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The Bulqizë mine is one of the world’s largest sources of chromium

 

更重要的是,该矿的泉水强调了天然氢是真实的,蛇绿岩可能是开始寻找氢气的好地方。“因为全球有许多这样的岩石露头,”克莱因说,“下一个想法是,我们真的应该检查每一个矿床,然后看看是否有类似的氢气释放,我们可以开采。

 



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