Nghiên cứu mới trên Nature Communications: Tốc độ sinh hydro tự nhiên từ serpentin hóa đá mantle thấp hơn nhiều so với ước tính trước đây
Ngày 12 tháng 6 năm 2026
Annie Nguyễn
Một nghiên cứu vừa được công bố trên tạp chí Nature Communications (ngày 11 tháng 6 năm 2026) do nhóm tác giả Rodolfo Christiansen (Đức) dẫn đầu đã xây dựng khung phương pháp luận mới để định lượng tốc độ sinh hydro tự nhiên trong quá trình serpentin hóa (hydration) đá mantle, một trong những cơ chế sinh hydro vô cơ chính trong tự nhiên. Kết quả cho thấy tốc độ sinh hydro thực tế thấp hơn đáng kể so với các ước tính lý thuyết trước đây, đặt ra những giới hạn quan trọng cho tiềm năng khai thác hydro tự nhiên như một nguồn năng lượng tái tạo.
Nghiên cứu áp dụng mô hình kết hợp giữa nghịch đảo địa vật lý ba chiều và mô phỏng số quá trình tương tác đá - chất lỏng cho hai khu vực địa chất điển hình: Tây Pyrenees (Pháp, với đá lherzolite giàu dinh dưỡng) và Bắc California (Mỹ, với đá harzburgite nghèo dinh dưỡng). Kết quả cho thấy tốc độ sinh hydro chỉ đạt khoảng 0,1 - 0,5 tấn H₂ mỗi năm trên mỗi km³ đá phản ứng ở cả hai khu vực – con số thấp hơn nhiều lần so với các ước tính trước đây lên tới hàng trăm nghìn đến hàng triệu tấn mỗi năm vốn chỉ dựa trên thể tích đá mà không tính đến các ràng buộc về dòng chảy nước và động học phản ứng.
Các tác giả chỉ ra ba yếu tố giới hạn chính đối với quá trình sinh hydro: (1) độ bão hòa hydro trong chất lỏng (khi nước lỗ rỗng đạt nồng độ hòa tan bão hòa, phản ứng sinh hydro bị ức chế), (2) động học phản ứng (tốc độ tiến triển của front serpentin hóa), và (3) nguồn cung cấp nước qua hệ thống đứt gãy. Trong điều kiện lưu lượng nước trung bình (khoảng 5×10⁵ - 2×10⁶ lít/ngày), hydro hòa tan tích tụ đến gần ngưỡng bão hòa trước khi nước lỗ rỗng được thay mới, làm giảm dần động lực nhiệt động lực học cho phản ứng. Do đó, các tác giả kết luận rằng các hệ thống serpentin hóa trong đá mantle sinh hydro với tốc độ rất chậm, và để hình thành các tích tụ hydro có quy mô kinh tế cần thời gian hàng nghìn đến hàng chục nghìn năm.
Nghiên cứu này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh hydro tự nhiên (còn gọi là hydro trắng hoặc hydro vàng) đang nổi lên như một nguồn năng lượng carbon thấp tiềm năng. Mặc dù đã phát hiện các dòng hydro với nồng độ cao tại một số ophiolite như Bulqizë (Albania) và Zambales (Philippines), với tốc độ dòng ước tính hàng trăm tấn mỗi năm, nghiên cứu mới cho thấy các tích tụ này đòi hỏi thời gian tích lũy rất dài và khó có thể tái tạo nhanh chóng ở quy mô công nghiệp.
Nhóm nghiên cứu đã công bố toàn bộ dữ liệu và mã nguồn mô hình (PoNHy – Potential for Natural Hydrogen) trên Zenodo và GitHub để cộng đồng khoa học có thể tiếp tục phát triển.
