Παραγωγή υδρογόνου από βράχους;

Οι ερευνητές μελετούν χημικούς καταλύτες που μπορούν να παράγουν αέριο υδρογόνο από πετρώματα πλούσια σε σίδηρο. Φωτογραφία: Toti Larson / UT Austin.

Η παραγωγή υδρογόνου από βράχους κερδίζει έδαφος καθώς οι επιστήμονες προχωρούν νέες μεθόδους.

Σε ένα έργο που θα μπορούσε να αλλάξει το παιχνίδι για την ενεργειακή μετάβαση, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ώστιν εξερευνούν μια σειρά φυσικών καταλυτών για να βοηθήσουν στην παραγωγή αερίου υδρογόνου από πετρώματα πλούσια σε σίδηρο χωρίς να εκπέμπει διοξείδιο του άνθρακα.

Εάν οι επιστήμονες είναι επιτυχείς, το έργο θα μπορούσε να ξεκινήσει έναν ολοκαίνουργιος τύπος βιομηχανίας υδρογόνου: το γεωλογικό υδρογόνο.

«Παράγουμε υδρογόνο από πετρώματα», είπε ο Τότι Λάρσον, αναπληρωτής καθηγητής στο Γραφείο Οικονομικής Γεωλογίας του Σχολείου Γεωεπιστημών του UT Jackson και επικεφαλής ερευνητής του έργου. «Είναι ένας τύπος παραγωγής υδρογόνου από μη ορυκτά καύσιμα από πετρώματα πλούσια σε σίδηρο που δεν έχει επιχειρηθεί ποτέ σε βιομηχανική κλίμακα».

Η ερευνητική ομάδα έλαβε πρόσφατα επιχορήγηση 1,7 εκατομμυρίων δολαρίων από το Υπουργείο Ενέργειας και συνεργάζεται με επιστήμονες στη Σχολή Ενεργειακών Πόρων του Πανεπιστημίου του Wyoming για να διερευνήσει τη σκοπιμότητα αυτής της διαδικασίας σε διαφορετικούς τύπους πετρωμάτων στις Ηνωμένες Πολιτείες.

Το υδρογόνο είναι ένας σημαντικός παράγοντας στην ενεργειακή μετάβαση επειδή δεν παράγει εκπομπές αερίων CO 2 όταν καίγεται για καύσιμο. Το μόνο υποπροϊόν της είναι το νερό. Ωστόσο, το μεγαλύτερο μέρος του αερίου υδρογόνου σήμερα παράγεται από φυσικό αέριο σε μια διαδικασία που παράγει επίσης CO 2 .

Η παραγωγή γεωλογικού υδρογόνου από πετρώματα πλούσια σε σίδηρο θα προσφέρει μια σημαντική αλλαγή στην ενεργειακή μετάβαση λόγω του αποτυπώματος χαμηλών εκπομπών άνθρακα, είπε ο Larson.

«Αν μπορούσαμε να αντικαταστήσουμε το υδρογόνο που προέρχεται από ορυκτά καύσιμα με υδρογόνο που προέρχεται από πετρώματα πλούσια σε σίδηρο, θα ήταν μια τεράστια νίκη», είπε ο Λάρσον.

Οι καταλύτες που εξερευνά η ομάδα θα διεγείρουν μια φυσική γεωλογική διαδικασία που ονομάζεται «σερπεντινοποίηση». Κατά τη σερπεντινοποίηση, τα πλούσια σε σίδηρο πετρώματα απελευθερώνουν υδρογόνο ως υποπροϊόν χημικών αντιδράσεων. Η σερπεντινοποίηση συνήθως συμβαίνει σε υψηλές θερμοκρασίες. Με φυσικούς καταλύτες που περιλαμβάνουν νικέλιο και άλλα στοιχεία της ομάδας πλατίνας, η ομάδα εργάζεται για την τόνωση της παραγωγής υδρογόνου σε χαμηλότερες θερμοκρασίες και σε βάθη εύκολα προσβάσιμα από τη σημερινή τεχνολογία, όπου υπάρχουν πετρώματα πλούσια σε σίδηρο σε όλο τον κόσμο. Αυτό σημαίνει ότι η ενισχυμένη με καταλύτη παραγωγή υδρογόνου από πετρώματα πλούσια σε σίδηρο έχει τη δυνατότητα να αυξήσει σημαντικά την παραγωγή υδρογόνου παγκοσμίως.

«Οι φυσικές συσσωρεύσεις γεωλογικού υδρογόνου βρίσκονται σε όλο τον κόσμο, αλλά στις περισσότερες περιπτώσεις είναι μικρές και όχι οικονομικές, αν και η εξερεύνηση συνεχίζεται», δήλωσε ο Esti Ukar, αναπληρωτής καθηγητής στο Jackson School και συνεργάτης του έργου. «Αν μπορούσαμε να βοηθήσουμε στη δημιουργία μεγαλύτερων όγκων υδρογόνου από αυτά τα πετρώματα οδηγώντας αντιδράσεις που θα χρειάζονταν αρκετά εκατομμύρια χρόνια για να συμβούν στη φύση, νομίζω ότι το γεωλογικό υδρογόνο θα μπορούσε πραγματικά να αλλάξει το παιχνίδι».

Ο Ukar ηγείται επίσης της εργασίας σε ένα άλλο έργο ενεργειακής μετάβασης για την ανάπτυξη τεχνικών εξόρυξης χωρίς άνθρακα που αποθηκεύουν CO 2 ως μέρος της διαδικασίας εξόρυξης ορυκτών.

Οι ερευνητές έχουν ήδη πραγματοποιήσει επιτυχείς δοκιμές σε εργαστηριακή κλίμακα. Η επιχορήγηση, από το Department of Energy Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E), θα χρησιμοποιηθεί για την κλιμάκωση των πειραμάτων και τη δοκιμή της διαδικασίας σε ένα ευρύ φάσμα τύπων πετρωμάτων πλούσιων σε σίδηρο που βρίσκονται σε ολόκληρη τη Βόρεια Αμερική. Η ομάδα θα ερευνήσει χρησιμοποιώντας τους καταλύτες σε βασάλτες από το Midcontinent Rift στην Αϊόβα, σχηματισμούς σιδήρου με λωρίδες στο Ουαϊόμινγκ και υπερμαφικούς βράχους στα Μεσοδυτικά.

Αυτό το έργο είναι μία από τις πολλές ερευνητικές πρωτοβουλίες στο Γραφείο Οικονομικής Γεωλογίας που διερευνά τον ρόλο του υπεδάφους στην παραγωγή και αποθήκευση υδρογόνου ως μέρος της ενεργειακής μετάβασης.

Γεωδίφης με πληροφορίες από την σελίδα news.utexas.edu

περισσότερα

https://news.utexas.edu/2024/03/04/producing-hydrogen-from-rocks-gains-steam-as-scientists-advance-new-methods/