Молекулярный водород, встречающийся на Земле в природе
Природный водород (известный как белый водород, геологический водород [1] или золотой водород ) — это водород, образующийся в результате естественных процессов [2] [3] (в отличие от водорода, получаемого в лаборатории или промышленности). Напротив, зеленый водород производится из возобновляемых источников энергии, а серый, коричневый, синий или черный водород получают из ископаемого топлива . [4] Белый водород может быть возобновляемым. Он не загрязняет окружающую среду и может предложить более низкие затраты, чем промышленный водород . [5] Природный водород был обнаружен во многих нефтематеринских породах за пределами осадочных бассейнов , где обычно работают нефтяные компании. [6] [7] [8]
Происхождение
Источники природного водорода включают: [9]
дегазация глубинного водорода из земной коры и мантии; [10]
По данным Financial Times , в мире имеется 5 триллионов тонн природного водорода. [11] Открытие, сделанное в России в 2008 году, предполагает возможность добычи самородного водорода в геологических средах. [ нужна цитация ] Запасы были выявлены во Франции, [12] Мали , США и примерно дюжине других стран. [13]
Скопление природного водорода было обнаружено в колодце в Буракебугу, Мали, который использовался для электроснабжения близлежащей деревни. [14] В 2023 году Пиронон и де Донато объявили об открытии месторождения, которое, по их оценкам, составляет от 46 до 260 миллионов метрических тонн (объем добычи в 2020-х годах за несколько лет). [14] В 2024 году в Рукве, Танзания, было обнаружено природное месторождение гелия и водорода. [15] , а также в Булкизе, Албания. [16]
Среднеконтинентальная рифтовая система
Белый водород можно найти или произвести в Среднеконтинентальной рифтовой системе в больших масштабах. Воду можно было бы перекачивать в горячую, богатую железом породу, чтобы производить водород для добычи. [17]
Геология
Природный водород получают из различных источников. Многие выходы водорода были обнаружены на срединно-океанических хребтах . [18] Серпентинизация происходит в океанической коре.
Диагенетическое происхождение (окисление железа) в осадочных бассейнах кратонов , в частности , встречается на территории России.
Мантийный водород и водород, образующийся в результате радиолиза (природного электролиза ) или в результате деятельности бактерий , находятся в стадии изучения. Во Франции для разработки пригодны Альпы и Пиренеи . [19] В Новой Каледонии есть гиперщелочные источники, которые демонстрируют выбросы водорода . [20]
Водород растворим в пресной воде, особенно на умеренных глубинах, поскольку растворимость обычно увеличивается с давлением. Однако на больших глубинах и давлениях, например, в мантии, [21] растворимость снижается из-за сильно асимметричной природы смесей водорода и воды.
Литература
Владимир Вернадский создал концепцию природного водорода, захваченного Землей в процессе формирования из облака посттуманности. Космогонические аспекты были предвосхищены Фредом Хойлом . В 1960–2010 гг. В. Н. Ларин разработал концепцию «Первородно-гидридной Земли» [22] [ сомнительно – обсудить ] , которая описывала глубинные природные водородные выступы [23] и пути миграции.
^ «Геологи сигнализируют о начале «золотой лихорадки» водородной энергетики» .
^ Ларин В. Н. Гидридная Земля: Новая геология нашей исконно богатой водородом планеты (М.: Изд. ИМГРЭ). (на русском)
^ Трюш, Лоран; Базаркина, Елена Федоровна (2019). «Природный водород – топливо 21 века». Сеть конференций E3S . 98 : 03006. Бибкод : 2019E3SWC..9803006T. doi : 10.1051/e3sconf/20199803006 . S2CID 195544603.
^ «Цветовой код водорода» . H2B .
^ Редакция: Природный водород: потенциальный источник возобновляемой энергии. В: La Revue des Transitions. 7 ноября 2019 г., дата обращения 17 января 2022 г. (на французском языке) .
^ Девиль, Эрик; Принцхофер, Ален (ноябрь 2016 г.). «Происхождение просачиваний природного газа, богатого N2-H2-CH4, в офиолитовом контексте: крупное исследование благородных газов просачивания жидкости в Новой Каледонии». Химическая геология . 440 : 139–147. Бибкод :2016ЧГео.440..139Д. doi :10.1016/j.chemgeo.2016.06.011.
^ Грегори Паита, магистерская диссертация, Engie & Université de Montpellier.
^ Хасанпуриузбанд, Алиакбар; Уилкинсон, Марк; Хазелдин, Р. Стюарт (2024). «Фьючерсы на водородную энергетику – собирательство или сельское хозяйство?». Обзоры химического общества . 53 (5): 2258–2263. дои : 10.1039/D3CS00723E . hdl : 20.500.11820/b23e204c-744e-44f6-8cf5-b6761775260d .
^ Згонник, П. Мальбруно: L'Hydrogen Naturel. Источник: Французская ассоциация AFHYPAC по гидрогену и горючим материалам. Август 2020, С. 8 с., с. 5 (на французском языке) .
^ «Наша Земля». В. Н. Ларин, Агар, 2005 (на русском языке)
^ «Геологи сигнализируют о начале «золотой лихорадки» водородной энергетики» .
^ Пэддисон, Лаура (29 октября 2023 г.). «Они отправились на поиски ископаемого топлива. То, что они нашли, могло помочь спасти мир». CNN . Проверено 29 октября 2023 г.
^ Принцхофер, Ален; Моретти, Изабель; Франсолин, Жоао; Пачеко, Клеутон; Д'Агостино, Анжелика; Верли, Жюльен; Рупин, Фабиан (март 2019 г.). «Непрерывные выбросы природного водорода из осадочных бассейнов: пример бразильской структуры, выделяющей H2» (PDF) . Международный журнал водородной энергетики . 44 (12): 5676–5685. doi :10.1016/j.ijhydene.2019.01.119. S2CID 104328822.
^ аб Олдерман, Лиз (4 декабря 2023 г.). «Это может быть огромный источник чистой энергии, спрятанный глубоко под землей». Газета "Нью-Йорк Таймс .
^ «Helium One Itumbula West-1 фиксирует положительные концентрации» . 5 февраля 2024 г.
^ «Потенциал геологического водорода для энергетики следующего поколения | Геологическая служба США» . www.usgs.gov .
^ Водород в декарбонизированной экономике (connaissancedesenergies.org)
^ Гоше, Эрик К. (июнь 2020 г.). «Une découverte d'Hydrogène Naturel dans les Pyrénées-Atlantiques, première étape vers une development industrielle» [Открытие природного водорода в регионе Атлантических Пиренеев, первый шаг к промышленной разведке]. Геологи, Société géologique de France (на французском языке) (213) . Проверено 2 мая 2023 г.
^ Принцхофер, Ален; Тахара Сиссе, Шейк Сиди; Диалло, Алиу Бубакар (октябрь 2018 г.). «Обнаружение большого скопления природного водорода в Буракебугу (Мали)». Международный журнал водородной энергетики . 43 (42): 19315–19326. doi :10.1016/j.ijhydene.2018.08.193. S2CID 105839304.
^ Бали, Энико; Одета, Андреас; Кепплер, Ганс (2013). «Вода и водород в мантии Земли не смешиваются». Природа . 495 (7440): 220–222. Бибкод : 2013Natur.495..220B. дои : 10.1038/nature11908. PMID 23486061. S2CID 2222392.
^ В. Н. Ларин (1993). Гидридная Земля, Polar Publishing, Калгари, Альберта. https://archive.org/details/Hydridic_Earth_Larin_1993
^ Наша Земля. В. Н. Ларин, Агар, 2005 (рус.) https://archive.org/details/B-001-026-834-PDF-060
Библиография
Ларин В.Н. Гидридная Земля: Новая геология нашей исконно богатой водородом планеты (М.: Изд. ИМГРЭ).
В. Н. Ларин (1993). Гидридная Земля, Polar Publishing, Калгари, Альберта. Гидридная Земля: новая геология нашей изначально богатой водородом планеты
Наша Земля. В. Н. Ларин, Агар, 2005 (рус.) Наша Земля (происхождение, состав, строение и развитие изначально гидридной Земли)
Лопес-Лазаро, Кристина; Башо, Пьер; Моретти, Изабель; Феррандо, Николас (2019). «Прогнозирование фазового поведения водорода в рассолах NaCl путем молекулярного моделирования для геологических приложений». BSGF – Бюллетень наук о Земле . 190 :7. дои : 10.1051/bsgf/2019008 . S2CID 197609243.
Гоше, Эрик К .; Моретти, И.; Гонтье, Н.; Пелисье, Н.; Берридж, Г. (июнь 2023 г.). «Место природного водорода в энергетическом переходе: позиционный документ». Европейский геологический журнал (55). дои : 10.5281/zenodo.8108239 . Проверено 17 августа 2023 г.
Девиль, Эрик; Принцхофер, Ален (ноябрь 2016 г.). «Происхождение просачиваний природного газа, богатого N2-H2-CH4, в офиолитовом контексте: крупное исследование благородных газов просачивания жидкости в Новой Каледонии». Химическая геология . 440 : 139–147. Бибкод :2016ЧГео.440..139Д. doi :10.1016/j.chemgeo.2016.06.011.
Грегори Пайта, магистерская диссертация, Университет Энджи и Монпелье. [ название отсутствует ]
Моретти И., Пьер Х. Pour la Science, специальный выпуск в сотрудничестве с Engie, vol. 485; 2018. с. 28. Н марта. Моретти И., Д'Агостино А., Верли Дж., Призрак С., Дефренн Д., Горинтен Л. Pour la Science, специальный выпуск, март 2018 г., том 485, 24 25XXII_XXVI. [ название отсутствует ]
Принцхофер, Ален; Моретти, Изабель; Франсолин, Жоао; Пачеко, Клеутон; Д'Агостино, Анжелика; Верли, Жюльен; Рупин, Фабиан (март 2019 г.). «Непрерывные выбросы природного водорода из осадочных бассейнов: пример бразильской структуры, выделяющей H2» (PDF) . Международный журнал водородной энергетики . 44 (12): 5676–5685. doi : 10.1016/j.ijhydene.2019.01.119. S2CID 104328822.
Ларин, Николай; Згонник, Вячеслав; Родина, Светлана; Девиль, Эрик; Принцхофер, Ален; Ларин, Владимир Н. (сентябрь 2015 г.). «Природное просачивание молекулярного водорода, связанное с поверхностными округлыми впадинами Европейского кратона в России». Исследования природных ресурсов . 24 (3): 369–383. Бибкод : 2015NRR....24..369L. дои : 10.1007/s11053-014-9257-5. S2CID 128762620.
Згонник, Вячеслав; Бомонт, Валери; Девиль, Эрик; Ларин, Николай; Пиллот, Дэниел; Фаррелл, Кэтлин М. (декабрь 2015 г.). «Доказательства естественного просачивания молекулярного водорода, связанного с заливами Каролины (поверхностные яйцевидные впадины на Атлантической прибрежной равнине, провинция США)». Прогресс в науке о Земле и планетологии . 2 (1): 31. Бибкод : 2015PEPS....2...31Z. дои : 10.1186/s40645-015-0062-5 . S2CID 55277065.
Принцхофер, Ален; Тахара Сиссе, Шейк Сиди; Диалло, Алиу Бубакар (октябрь 2018 г.). «Обнаружение большого скопления природного водорода в Буракебугу (Мали)». Международный журнал водородной энергетики . 43 (42): 19315–19326. doi :10.1016/j.ijhydene.2018.08.193. S2CID 105839304.
Згонник, Вячеслав (1 апреля 2020 г.). «Проявление и геология природного водорода: всесторонний обзор». Обзоры наук о Земле . 203 : 103140. Бибкод : 2020ESRv..20303140Z. doi : 10.1016/j.earscirev.2020.103140. S2CID 213202508.
Моретти, Изабель (22 мая 2020 г.). «Природный водород: геологический любопытство или источник мажорной энергии в будущем?». Connaissance des énergies (на французском языке).
Трегуэ, Рене (17 июля 2020 г.). «L’Hydrogène naturall pourrait devenir une véritable source d’énergie propre et inépuisable…» RT Flash (на французском языке).
Риголле, Кристоф; Принцхофер, Ален (2022). «Природный водород: новый источник безуглеродной и возобновляемой энергии, способный конкурировать с углеводородами». Первый перерыв . 40 (10): 78–84. Бибкод : 2022FirBr..40j..78R. дои : 10.3997/1365-2397.fb2022087. S2CID 252679963.