stringtranslate.com

Природный водород

Природный водород (известный как белый водород , геологический водород , [1] геогенный водород , [2] или золотой водород ), это водород, который образуется в результате естественных процессов [3] [4] (в отличие от водорода, полученного в лаборатории или в промышленности). Напротив, зеленый водород производится из возобновляемых источников энергии , в то время как серый, коричневый, синий или черный водород получают из ископаемого топлива . [5]

Природный водород может быть возобновляемым, он не загрязняет окружающую среду и может быть более дешевым, чем промышленный водород . [6] Природный водород был обнаружен во многих исходных породах в районах за пределами осадочных бассейнов , где обычно работают нефтяные компании. [7] [8] [9]

Происхождение

Источники природного водорода включают в себя: [10]

Считается, что серпентинизация производит около 80% мирового водорода, особенно когда морская вода взаимодействует с богатыми железом и магнием (ультрамафическими) магматическими породами на дне океана. Современные модели указывают на радиолиз как источник большинства других видов природного водорода.

Ресурсы и резервы

По данным Financial Times , в мире имеется 5 триллионов тонн природных водородных ресурсов. [1] Большая часть этого водорода, вероятно, рассеяна слишком широко, чтобы его можно было экономически извлечь, но Геологическая служба США сообщила, что даже частичное извлечение может удовлетворить мировой спрос на сотни лет. Открытие в России в 2008 году предполагает возможность извлечения природного водорода в геологических средах. [ необходима цитата ] Ресурсы были обнаружены во Франции, [12] Мали , США и примерно в дюжине других стран. [13]

Накопление природного водорода было обнаружено в скважине в Буракебугу, Мали, которая использовалась для обеспечения энергией близлежащей деревни. [14] По состоянию на август 2024 года это остается единственной действующей водородной скважиной в мире. Hydroma, компания, ответственная за выявление ресурса, с тех пор пробурила еще 30 разведочных скважин поблизости. В 2023 году Пиронон и де Донато объявили об открытии месторождения, которое, по их оценкам, составляет от 46 до 260 миллионов метрических тонн (несколько лет добычи 2020-х годов). [14] В 2024 году природное месторождение гелия и водорода было обнаружено в Рукве, Танзания. [15] а также в Булкизе, Албания. [16]

Система Срединноконтинентального рифта

Срединно-континентальная рифтовая система

Белый водород может быть найден или произведен в Среднеконтинентальной рифтовой системе в масштабе. Вода может быть закачана в горячую богатую железом породу для получения водорода для извлечения. [17] Растворение углекислого газа в этих жидкостях может обеспечить одновременную секвестрацию углерода посредством карбонизации пород. Полученный водород будет произведен через углерод-отрицательный путь и был назван «оранжевым» водородом. [18]

Геология

Природный водород образуется из различных источников. Множество выходов водорода было обнаружено на срединно-океанических хребтах . [19] Серпентинизация часто происходит в океанической коре; многие цели для разведки включают части океанической коры ( офиолиты ), которые были обдукцированы и включены в континентальную кору. Авлакогены, такие как система рифтов Среднего континента Северной Америки, также являются жизнеспособными источниками пород, которые могут подвергаться серпентинизации. [17]

Диагенетическое происхождение (окисление железа) в осадочных бассейнах кратонов , в частности , встречается в России.

Водород мантии и водород от радиолиза (естественный электролиз ) или от бактериальной активности находятся в стадии изучения. Во Франции Альпы и Пиренеи пригодны для эксплуатации. [20] Новая Каледония имеет гиперщелочные источники, которые показывают выбросы водорода . [21]

Водород растворим в пресной воде, особенно на умеренных глубинах, поскольку растворимость обычно увеличивается с давлением. Однако на больших глубинах и при больших давлениях, например, в мантии, [22] растворимость уменьшается из-за сильно асимметричной природы смесей водорода и воды.

Литература

Владимир Вернадский создал концепцию природного водорода, захваченного Землей в процессе формирования из облака постнебулы. Космогонические аспекты были предвосхищены Фредом Хойлом . В 1960–2010 годах В. Н. Ларин разработал концепцию изначально гидридной Земли [23] [ сомнительно – обсудить ], которая описывала глубоко залегающие природные водородные протуберанцы [24] и пути миграции.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab "Геологи сигнализируют о начале "золотой лихорадки" водородной энергетики".
  2. ^ Pasche, N., Schmid, M., Vazquez, F., Schubert, CJ, Wüest, A., Kessler, JD, ... & Bürgmann, H. (2011). Источники и стоки метана в озере Киву. Журнал геофизических исследований: Biogeosciences (2005–2012), 116(G3) ( https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdfdirect/10.1029/2011JG001690?download=true)
  3. ↑ Ларин В.Н. 1975 Гидридная Земля: Новая геология нашей изначально богатой водородом планеты (М.: Изд-во ИМГРЭ) .
  4. ^ Truche, Laurent; Bazarkina, Elena F. (2019). «Природный водород — топливо 21 века». E3S Web of Conferences . 98 : 03006. Bibcode : 2019E3SWC..9803006T. doi : 10.1051/e3sconf/20199803006 . S2CID  195544603.
  5. ^ "Цветовой код водорода". H2B .
  6. ^ 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) .
  7. ^ Девиль, Эрик; Принцхофер, Ален (ноябрь 2016 г.). «Происхождение просачиваний природного газа, богатого N2-H2-CH4, в офиолитовом контексте: крупное и благородное газовое исследование просачиваний флюидов в Новой Каледонии». Химическая геология . 440 : 139–147. Bibcode : 2016ChGeo.440..139D. doi : 10.1016/j.chemgeo.2016.06.011.
  8. ^ Грегори Паита, магистерская диссертация, Engie & Université de Montpellier.
  9. ^ Хассанпурьюзбанд, Алиакбар; Уилкинсон, Марк; Хазелдин, Р. Стюарт (2024). «Будущее водородной энергетики – добыча продовольствия или земледелие?». Обзоры химического общества . 53 (5): 2258–2263. doi : 10.1039/D3CS00723E . hdl : 20.500.11820/b23e204c-744e-44f6-8cf5-b6761775260d . PMID  38323342.
  10. ^ 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) .
  11. ^ "Наша Земля". В.Н. Ларин, Агар, 2005 .
  12. ^ Паддисон, Лора (29.10.2023). «Они отправились на охоту за ископаемым топливом. То, что они нашли, могло бы помочь спасти мир». CNN . Получено 29.10.2023 .
  13. ^ Prinzhofer, Alain; Moretti, Isabelle; Françolin, Joao; Pacheco, Cleuton; D'Agostino, Angélique; Werly, Julien; Rupin, Fabian (март 2019 г.). "Непрерывная эмиссия природного водорода из осадочных бассейнов: пример бразильской структуры, выделяющей H2" (PDF) . International Journal of Hydrogen Energy . 44 (12): 5676–5685. doi :10.1016/j.ijhydene.2019.01.119. S2CID  104328822.
  14. ^ ab Alderman, Liz (4 декабря 2023 г.). «Это может быть огромный источник чистой энергии, зарытый глубоко под землей». New York Times .
  15. ^ "Helium One Itumbula West-1 регистрирует положительные концентрации". 5 февраля 2024 г.
  16. ^ «Изменит ли огромное месторождение белого водорода в Албании правила игры в сфере чистой энергии? - H2 News». 7 марта 2024 г.
  17. ^ ab «Потенциал геологического водорода для энергетики следующего поколения | Геологическая служба США». www.usgs.gov .
  18. ^ Осселин, Ф., Сулен, К., Фожероль, К., Гоше, Э.К., Скайллет, Б. и Пикаван, М., 2022, Оранжевый водород — новый зеленый: Nature Geoscience.
  19. ^ Водород в декарбонизированной экономике (connaissancedesenergies.org)
  20. ^ 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.
  21. ^ Prinzhofer, Alain; Tahara Cissé, Cheick Sidy; Diallo, Aliou Boubacar (октябрь 2018 г.). «Обнаружение большого скопления природного водорода в Буракебугу (Мали)». Международный журнал водородной энергетики . 43 (42): 19315–19326. Bibcode : 2018IJHE...4319315P. doi : 10.1016/j.ijhydene.2018.08.193. S2CID  105839304.
  22. ^ Бали, Энико; Одета, Андреас; Кепплер, Ганс (2013). «Вода и водород не смешиваются в мантии Земли». Nature . 495 (7440): 220–222. Bibcode :2013Natur.495..220B. doi :10.1038/nature11908. PMID  23486061. S2CID  2222392.
  23. ^ В. Н. Ларин (1993). Гидридная Земля, Polar Publishing, Калгари, Альберта. https://archive.org/details/Hydridic_Earth_Larin_1993
  24. ^ Наша Земля. В. Н. Ларин, Агар, 2005 (рус.) https://archive.org/details/B-001-026-834-PDF-060

Библиография