Naturalny wodór występuje w głębokich strukturach geologicznych Basenu Syczuańskiego w Chinach. Badanie opublikowane w „National Science Review” objęło próbki z 30 odwiertów o głębokości 2939–7110 m. Zawartość H₂ wynosiła 0,10–1,59%, a temperatura złożowa 90–175°C.
Serpentynit związany z procesami geochemicznymi mogącymi prowadzić do powstawania naturalnego wodoru. Fot. Strekeisen/Wiki Commons
Naukowcy wykorzystali m.in. analizę izotopów skupionych H₂ oraz wymiany izotopowej między wodorem a wodą. Wyniki wskazały, że w głębokim podłożu zachodzą współcześnie procesy produkcji i konsumpcji H₂.
Skały zużywają wodór
Kluczowe znaczenie mają reakcje chemiczne między wodorem a składnikami skał. Analizy wskazują m.in. na możliwość abiotycznego utleniania H₂ w reakcjach związanych z siarczanami obecnymi w formacjach skalnych.
Oznacza to, że wodór może być zużywany w górotworze znacznie szybciej, niż wcześniej zakładano. Autorzy wskazują, że w części badanych układów jego konsumpcja może zachodzić w skali lat, a nie tysięcy czy milionów lat.
Szybka jest również wymiana izotopowa między H₂ i wodą. Przy temperaturze około 100°C czas połowicznej wymiany wynosi około 5,7 roku. Skład izotopowy gazu może więc zmieniać się stosunkowo szybko po jego powstaniu lub migracji.
Geologia decyduje o możliwości wydobycia
Wyniki mają znaczenie dla poszukiwania tzw. geologicznego wodoru, powstającego naturalnie w skorupie ziemskiej m.in. w wyniku reakcji wody ze skałami bogatymi w żelazo oraz radiolizy wody.
Samo wykrycie H₂ w odwiertach nie oznacza jednak istnienia eksploatacyjnego złoża. Przy ocenie potencjału konieczne jest określenie źródła wodoru, tempa jego powstawania, migracji, przepuszczalności i szczelności skał oraz szybkości reakcji z wodą i minerałami.
Potencjał liczony w milionach ton
Model US Geological Survey szacuje najbardziej prawdopodobną ilość geologicznego wodoru w podziemiu na około 5,6 mln Mt, przy ogromnym przedziale niepewności: od 1000 do 10 mld Mt. USGS podkreśla, że znaczna część tych zasobów może być niedostępna technicznie lub ekonomicznie.
Według modelu 100 tys. Mt H₂ zawierałoby około 1,4 × 10¹⁶ MJ energii – więcej niż energia zawarta w potwierdzonych światowych zasobach gazu ziemnego, szacowanych na 8,4 × 10¹⁵ MJ.
O wykorzystaniu geologicznego wodoru zdecydują więc nie tylko jego zasoby, ale przede wszystkim warunki akumulacji, migracja gazu i reakcje zachodzące w górotworze.
Przeczytaj także: 5,5 mln dolarów za tonę. Tlenek terbu zakwalifikowany do produkcji magnesów NdFeB
Konferencje Inżynieria
WIEDZA. BIZNES. ATRAKCJE
Sprawdź najbliższe wydarzenia
