氢气的下一个重大突破可能在地下
在我们最新印刷期刊的一篇新故事中,自由撰稿人詹姆斯·迪宁探讨了21世纪对天然氢气的狂热追逐。这是一个我最近一直感兴趣的研究领域,因此让我们看看这种潜力以及仍然存在的问题。今天,氢气主要通过化石燃料制成,通常是天然气。而大多数氢气用于石油精炼,或用于制造肥料和其他化学品。但近年来,气候界的许多人设想出一种清洁生产氢气的未来。如果几年前你问我,我会说清洁氢气的竞争主要是使用可再生电力供电的电解槽方法与那些依赖于化石燃料的传统方法,这些传统方法经过碳捕集得到了清洁。而这两种方法都面临成本高昂的挑战。最近,一个新领域开始崭露头角:地质氢气。企业在非洲、亚洲、欧洲、澳大利亚和北美发现了天然氢资源。美国地质调查局发布了一个氢气前景图(基本上是气体最有可能自然出现的地方)。一个热点是中西部,特别是从堪萨斯到密歇根州的中大陆裂谷。大约十亿年前,地壳在这里被拉伸和撕裂,导致岩浆通过裂缝涌出。今天的结果是丰富的铁矿石,这些铁矿石与水反应后容易形成氢气。来自澳大利亚的HyTerra公司正在寻找位于内布拉斯加州和堪萨斯州的氢气,已经发现氢浓度高达96%的气体样本。Koloma是该领域最具资本化的公司之一,总融资超过4亿美元,也在该地区进行勘探。这些公司的一个主要问题是,天然过程中到底能产生多少氢气,以及是否可以有效捕集。氢气是一种极轻的气体,分子量小,因此能够在岩石的微小裂缝中泄漏。正如詹姆斯在他的故事中所述,有一些令人鼓舞的迹象。研究人员在安大略省北部的一座矿山检查了几十个钻孔,发现每个钻孔每年释放八公斤氢气。考虑到仅在这个地点就有超过14,000个钻孔,这意味着有很多潜在的氢气可以捕集。与其寻找天然来源,一些公司正在采取主动,助推反应。所谓刺激的地质氢气的想法是找到适合氢气生产的条件良好的地方,但没有积累的资源。通过添加水、催化剂或其他反应所需的因素,可以启动这一过程。位于德克萨斯州的Vema Hydrogen公司希望通过钻探地下岩石并向其中注入水和催化剂来生产氢气,以刺激反应。该公司正在魁北克的井中测试其工艺,并希望在2028年开始全面生产。其他公司则在氢气生产的不同方面进行探索:例如,Eden GeoPower正利用电力在岩石中形成裂缝网络,从而创造更多水的进入途径。(该技术在增强地热项目中也可能大有作为。)在这里仍然有很多未回答的问题:氢气以其移动和存储的困难而闻名,需要大量空间或超低温度才能将气体压缩为液体。但如果工程和物流得以落实,这可能为氢气开辟一个新的开端。这篇文章来自《火花》, MIT科技评论的每周气候通讯。要在每周三的收件箱中收到该通讯,请在这里注册。
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