Bộ Năng lượng đang hỗ trợ nghiên cứu phát hiện và chiết xuất hydro từ các kho dự trữ dưới bề mặt hoặc khử khoáng chất sắt
Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) tuyên bố sẽ tài trợ 20 triệu USD cho các công nghệ đo lường và sản xuất hydro tự nhiên.
Về mặt lý thuyết, hydro có thể được sản xuất một cách tự nhiên thông qua một số quá trình địa chất khác nhau ( xem hộp thông tin thực tế bên dưới ), nhưng cho đến nay, nó chỉ được tìm thấy với số lượng lớn và độ tinh khiết tại một địa điểm nhỏ ở quốc gia châu Phi Mali, nơi nó bị đốt cháy để sản xuất điện. cho người dân địa phương.
Tuy nhiên, một số công ty đang hy vọng tìm thấy lượng lớn hydro tự nhiên dưới lòng đất và việc khai thác nó từ lòng đất sẽ rẻ hơn nhiều so với việc sản xuất nó thông qua quá trình điện phân hoặc cải cách khí metan.
DOE sẽ cung cấp hỗ trợ tài chính cho thiết bị và phương pháp để tìm kiếm, giám sát, lập mô hình và trích xuất H 2 từ các kho địa chất của khí đốt dưới lòng đất thông qua Cơ quan Dự án Nghiên cứu Tiên tiến - Năng lượng (ARPA-E).
Nó cũng sẽ tài trợ cho các lộ trình chiết xuất H 2 từ khoáng chất sắt giàu hydro được tìm thấy trong lớp vỏ Trái đất, vốn có thể phân hủy một cách tự nhiên để tạo ra phân tử.
ARPA-E giải thích: “Mặc dù việc cung cấp hydro tích lũy tự nhiên có thể nâng cao nền kinh tế năng lượng của Hoa Kỳ, nhưng các khoáng chất sắt bị khử trong lớp vỏ Trái đất có tiềm năng về mặt lý thuyết để tạo ra nhiều hydro hơn từ các phản ứng bên dưới bề mặt”. thông cáo báo chí.
“Sử dụng các quy trình khoáng vật được kích thích có thể tạo ra lượng hydro lớn hơn so với lượng hydro được sản xuất tự nhiên. Do đó, kỹ thuật sản xuất hydro dưới bề mặt có thể là một nguồn năng lượng sạch đáng kể.”
Hạn chót để nộp đơn xin tài trợ đầy đủ là ngày 24 tháng 10.
“ARPA-E hỗ trợ các công nghệ năng lượng mang tính chuyển đổi và có tác động mạnh mẽ. Vì vậy, khi nói đến hydro địa chất, chúng tôi đang hỏi 'có những cách đột phá nào để tiếp cận nguồn hydro này và khám phá tiềm năng không?'” Giám đốc cơ quan Evelyn Wang cho biết.
“Có cơ hội đáng kể để đẩy nhanh quá trình phát triển sản xuất hydro và tôi mong chờ các đội theo đuổi hoạt động khám phá này”.
Hydro tự nhiên, còn được gọi là H2 “trắng” hoặc “vàng” , đang thu hút được sự quan tâm như một cách để sản xuất số lượng lớn phân tử với chi phí cực kỳ thấp và phát thải khí nhà kính trong vòng đời.
Phân tích cái gọi là "vòng tròn cổ tích" - những vùng trũng trên bề mặt Trái đất với ít thảm thực vật liên quan đến sự rò rỉ H 2 - chỉ ra rằng chỉ riêng những địa điểm này đã tạo ra 23 triệu tấn mỗi năm, chưa tính đến các hồ chứa hydro bổ sung dưới lòng đất.
Và với lượng hydro rò rỉ lớn từ các vòng tròn cổ tích và áp suất liên tục từ địa điểm khoan ở Mali, các nhà nghiên cứu cho rằng lượng hydro dự trữ này có thể đang được bổ sung tích cực chứ không phải là nguồn tài nguyên tĩnh sẽ cạn kiệt theo thời gian.
Các công ty như Hyterra và Natural Hydrogen Energy đã khoan H 2 ở Nebraska và Kansas, trong khi vào tháng 7, công ty khởi nghiệp Koloma có trụ sở tại Denver đã huy động được 91 triệu USD vốn, bao gồm cả từ Breakthrough Energy do tỷ phú Bill Gates sáng lập, để khai thác những nguồn này. tài nguyên.
Bên ngoài nước Mỹ, Nam Úc gần đây đã chứng kiến sự bùng nổ của các công ty khởi nghiệp thăm dò địa điểm quanh đảo Kangaroo và bán đảo Yorke và Eyre, những nơi trước đây từng chứng kiến lượng lớn khí hydro khi khoan dầu.
Và ở Pháp, bốn công ty đã nộp đơn xin giấy phép thăm dò H 2 tự nhiên kể từ khi các quy định khai thác được mở rộng vào năm ngoái để bao gồm phân tử này.
CÁC QUY TRÌNH SẢN XUẤT HYDROGEN TỰ NHIÊN, MÔI TRƯỜNG VÀ ĐỊA ĐIỂM CHÍNH
Có sáu cách được biết đến để sản xuất hydro một cách tự nhiên:
Serpentin hóa
Trong đó khoáng chất olivin nằm ở các rặng núi giữa đại dương hay ophiolit (một hệ tầng địa chất nơi các phần của lớp phủ Trái đất nhô lên trên mực nước biển) bị phong hóa để tạo thành chất lỏng giàu hydro. Điều này đã được nhìn thấy ở ophiolite Semail, ở dãy núi Hajar của Oman
Sự phóng xạ của nước
Các nguyên tố phóng xạ trong lớp vỏ Trái đất - ví dụ như trong đá tầng hầm kết tinh có hàm lượng uranium, thori hoặc kali cao - phân hủy các phân tử nước bị mắc kẹt trong việc tạo ra túi hydro, như đã xảy ra ở Nam Úc
Khử khí sâu
Trong đó hydro “sơ cấp” (một nguyên tử hydro đơn lẻ gắn với một nguyên tử carbon duy nhất) thoát ra từ sâu bên trong lớp vỏ Trái đất. Điều này đã được nhìn thấy ở Nebraska, Mỹ
Khử sắt và oxy hóa lưu huỳnh
Sắt sắt trong lò khói đen (lỗ phun thủy nhiệt dưới biển được hình thành từ cặn sắt sunfua) bị khử thành sắt đen và hydro sunfua
Phân hủy nhiệt của chất hữu cơ
Trong đó các hợp chất amoni nằm ở các lớp trầm tích sâu bị phân hủy dưới nhiệt độ cao tạo thành hydro và nitơ, ví dụ như trong khí hydro-nitơ thấm vào Ô-man
Hoạt động sinh học
Hydro được tạo ra bởi các vi khuẩn sống trong lớp vỏ Trái đất, thường cùng tồn tại với các vi khuẩn tiêu thụ hydro và được tìm thấy qua trầm tích hoặc tầng ngậm nước. Điều này đã được quan sát thấy ở các tầng than của lưu vực sông Powder ở Montana, Hoa Kỳ.
