Η αναζήτηση φυσικών πηγών υδρογόνου βρίσκεται σε πλήρη εξέλιξη, καθώς το καύσιμο αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει την ανθρωπότητα πιο γρήγορα σε ένα ενεργειακό μέλλον χαμηλών εκπομπών άνθρακα. Ως καύσιμο, είναι εξαιρετικά καθαρό, όμως σήμερα το μεγαλύτερο μέρος του υδρογόνου εξακολουθεί να παράγεται με τη χρήση ορυκτών καυσίμων.
Η δυνατότητα αξιοποίησης μεγάλων φυσικών αποθεμάτων υδρογόνου θα έλυνε αυτό το πρόβλημα και υπάρχουν αρκετές γεωλογικές διεργασίες που μπορούν να το δημιουργήσουν. Μία από αυτές συμβαίνει όταν το ζεστό νερό έρχεται σε επαφή με τον μαγνητίτη, ένα ορυκτό που βρίσκεται στο σιδηρομετάλλευμα.
Υπάρχουν μεγάλες ποσότητες τέτοιου σιδηρομεταλλεύματος υπόγεια σε όλη τη Δυτική Αυστραλία και ερευνητές με επικεφαλής ομάδα από το Edith Cowan University στην Αυστραλία θέλησαν να εκτιμήσουν πόσο υδρογόνο θα μπορούσε ήδη να υπάρχει εκεί, αλλά και πόσο θα μπορούσε να παραχθεί στο μέλλον.
Τα αποτελέσματα της μελέτης τους, που δημοσιεύθηκε στο International Journal of Hydrogen Energy, είναι ενθαρρυντικά και δίνουν στους επιστήμονες καλύτερη εικόνα για τους γεωλογικούς παράγοντες που καθορίζουν πόσο υδρογόνο μπορεί να παράγει ο μαγνητίτης.
«Η Αυστραλία μπορεί να κάθεται πάνω σε ένα τεράστιο, ανεκμετάλλευτο ενεργειακό απόθεμα – και οι δυνατότητες είναι τεράστιες», λέει ο χημικός μηχανικός Alireza Keshavarz από το Edith Cowan University.
«Υπάρχει αρκετό υδρογόνο ώστε να ωφεληθεί η Αυστραλία για γενιές και, δυνητικά, αρκετό για να γίνουμε μεγάλος εξαγωγέας καθαρής ενέργειας προς τον υπόλοιπο κόσμο.»
Οι ερευνητές δεν πραγματοποίησαν γεωτρήσεις για υδρογόνο. Αντί γι’ αυτό, χρησιμοποίησαν εργαστηριακά πειράματα για να ελέγξουν τις αντιδράσεις που συμβαίνουν όταν το νερό και ο μαγνητίτης συνδυάζονται υπό υψηλή πίεση, σε θερμοκρασίες 200 °C (392 °F), για 60 ημέρες.
Αυτό προσεγγίζει σε κάποιο βαθμό τις συνθήκες που επικρατούν υπόγεια και όχι μόνο οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι παράγεται υδρογόνο, αλλά και ότι η σκόνη μαγνητίτη παρήγαγε πολύ περισσότερο υδρογόνο ανά γραμμάριο από τη συμπαγή πλάκα μαγνητίτη. Η διαφορά έφτανε περίπου το πενταπλάσιο, σε βάση γραμμαρίου προς γραμμάριο.
Αυτό δείχνει ότι τα ραγισμένα, πορώδη πετρώματα με μεγαλύτερη επιφάνεια ίσως είναι τα καλύτερα σημεία αναζήτησης για υδρογόνο, ενώ προσφέρει και ενδείξεις για το πώς θα μπορούσε να ενισχυθεί η παραγωγή του.
«Τα ευρήματά μας δείχνουν ότι η παραγωγή υδρογόνου δεν εξαρτάται μόνο από την ποσότητα του μαγνητίτη που υπάρχει, αλλά και από το πόσο εύκολα μπορεί το νερό να φτάσει σε φρέσκες επιφάνειες του ορυκτού μέσα από ρωγμές, πόρους και διαπερατές διαδρομές», λέει ο μηχανικός ενέργειας Stefan Iglauer από το Edith Cowan University.
«Αυτή η εργασία βοηθά να γεφυρωθεί το χάσμα ανάμεσα στα εργαστηριακά πειράματα και τα πραγματικά γεωλογικά συστήματα.»
Υπήρξαν και άλλα ευρήματα.
Η αντίδραση που παρήγαγε υδρογόνο μετέτρεψε επίσης μεγάλο μέρος του εναπομείναντος μαγνητίτη σε αιματίτη, ο οποίος σε μεγαλύτερη κλίμακα μπορεί να λειτουργεί σαν ένα είδος προστατευτικού στρώματος, εμποδίζοντας περισσότερο νερό να φτάσει στον μαγνητίτη.
Τα περισσότερα προηγούμενα πειράματα είχαν χρησιμοποιήσει σκόνη μαγνητίτη και όχι δείγματα σε μορφή πλάκας, όπως αυτά που περιλήφθηκαν εδώ, ενώ η γνώση της πραγματικής γεωλογίας θα κάνει τα μελλοντικά μοντέλα πιο ακριβή.
«Αυτή η σύγκριση και η χαρακτηριστική ανάλυση είναι σημαντικές για δύο λόγους», γράφουν οι ερευνητές στην επιστημονική τους δημοσίευση. «Πρώτον, τα δεδομένα παραγωγής υδρογόνου από πλάκες που συλλέχθηκαν στο πεδίο αντικατοπτρίζουν άμεσα τη γεωλογική σύσταση και τη γεωμετρία που εκτίθεται στο νερό σε φυσικά περιβάλλοντα.»
«Δεύτερον, η αλληλεπίδραση ανάμεσα στις επιφάνειες του πετρώματος και το νερό κατά την παραγωγή υδρογόνου μεταβάλλει τα χαρακτηριστικά της επιφάνειας, κάτι που έχει σημαντικές επιπτώσεις για την ακεραιότητα των πετρωμάτων σε εφαρμογές αποθήκευσης αερίου στο υπέδαφος.»
Παραμένουν πολλά εμπόδια στην αναζήτηση, παραγωγή και εξαγωγή υδρογόνου από αυτά τα κοιτάσματα σιδηρομεταλλεύματος, όμως η νέα μελέτη αποτελεί σημαντικό βήμα για την κατανόηση των ποσοτήτων υδρογόνου που μπορεί να απελευθερώσει ο μαγνητίτης, αλλά και των πιο αποδοτικών τρόπων παραγωγής του.
«Αν μπορέσουμε να αξιοποιήσουμε αυτόν τον πόρο σε μεγάλη κλίμακα, θα μπορούσε να είναι καθοριστικός για το ενεργειακό μας μέλλον», λέει ο μηχανικός ενέργειας Kaveh Moghanirahimi από το Edith Cowan University.
«Βλέπουμε επίσης τη δυνατότητα η Δυτική Αυστραλία να ενισχύσει την ενεργειακή της ανεξαρτησία σε περιόδους κρίσης, μέσω της πρόσβασης σε αυτό το φυσικά παραγόμενο υδρογόνο.»
Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο International Journal of Hydrogen Energy.
Το παρόν κείμενο δημιουργήθηκε με τη χρήση τεχνητής νοημοσύνης.
