科学技术创新国际潮“金氢”:清洁燃料新瑰宝

时间: 2024-02-11 16:06:02 |   作者: 产品品类


  驶出马斯喀特,阿曼首都的白色修建被哈加尔山脉前面的一片开阔的沙漠所替代。沙漠中,有一处安静的泉流,周围环绕着金色的草丛和枣椰树。泉流冒出一串气泡,而这正是一群地球物理学家要寻觅的“瑰宝”。

  据英国《新科学家》网站报导,国际各地的勘探者正在力争上游地探寻“金氢”(天然氢)的储量。阿曼的山脉是全国际内寻觅这种新的、具有潜在革新性的燃料的最前哨。“金氢”是一种天然存在的气体燃料,无色无味且环保,焚烧时除了水之外什么也不会发生。

  寻觅天然氢源的热潮于上一年12月14日被《科学》杂志列为2023年度十大科学打破之一。氢动力经济的愿望已存在了几十年。用这种办法的氢将极大加快国际向净零排放过渡。但是,全球每年出产的氢气简直都是经过天然气与水蒸气反响制取的,这一进程会开释很多二氧化碳。虽然有更清洁的办法来制作氢气,但这一些办法现在在该职业中只占很小的比例。

  “金氢”动力的发现可追溯到马里共和国的布拉克布古镇。2012年,该古镇邻近的一口水井被发现含有很多氢气。经验证,这儿的地底深层正源源不断地发生氢气。这种氢气被赋予多种称号:白氢、天然氢和金氢,但最正规的称号是地质氢。自那次发现以来,科学家们在法国、西班牙和澳大利亚对地下储氢层进行了很多勘探。2022年,美国地质调查局研究人员批改了对地下氢储量的估量。其模型显现,地下或许有数万亿吨“金氢”,远远超出此前猜想。只要能收回其间的一小部分,就足以满意人类几个世纪的氢需求。

  但另一方面,人们也对所谓的“金氢热”持谨慎态度。地球上真实含有多少氢,以及有多少氢可提取出来,现在尚无结论。“金氢”是怎么样发生的也不清楚。研究人员以为,至少有一部分是在地球构成进程中从地幔逐步进入地壳的;另一些或许是放射性岩石将水分解成氧气和氢气而发生的;还有或许是蛇纹石化进程,即地下水与岩石中富含铁的矿藏(如橄榄石)发生反响,生成氧化铁和氢气。

  大多数“金氢猎人”都将蛇纹石化进程作为他们的方针。例如,总部在美国丹佛的“天然氢动力”公司正在堪萨斯州寻觅“金氢”。该公司企图开掘覆盖着不透水层的富铁岩石区域,以为这样宝贵的燃料或许会被密封在地下并堆积起来。美国氢动力草创公司Koloma和澳大利亚投资公司HyTerra也在用相同的办法寻觅“金氢”。在阿曼,由于该区域共同的结构前史,这种富含铁的地质更多见。

  当然,还有另一种办法来确认合适提取氢的区域。上一年12月,在美国地球物理联盟会议上,有一场会议专门评论了怎么运用机器学习辨认卫星图画中的裸土环(有时被称为“仙女圈”)。研究人员表明,已经在50多个这样的圆环形的土壤中测到了氢气,但氢气与这些奥秘地势的联系尚不清楚。

  这一发现令人兴奋。不过,“金氢”作为一种燃料仍有不足之处,尤其是在长距离运送方面。首要,这种气体具有可燃性;其次,氢气体积十分巨大,需求将其紧缩或转化为其他化学物质(如液氨)后才干便利运送。

  美国动力部(DoE)预备投入2000万美元,影响地质层可靠地出产天然氢。DoE方案担任人道格·威克斯表明,其主意是探究加快蛇纹石化进程的办法,然后从地下发生氢气。凭仗人们熟知的地质学常识、富含铁的橄榄岩以及氢从地下冒出的清晰依据,哈加尔山脉是查验这一主意的抱负之地。本年晚些时候,研究人员将在这儿钻探国际上第一口影响氢井。

  研究人员将测验一种新策略来打碎地下深处的岩石,以添加注入水的表面积。这种办法由美国绿色动力公司Eden GeoPower开发,类似于天然气井水力压裂法,但运用的是电力而不是水。据该公司介绍,在埋入地下的电极之间运送高压电流,可加热岩石中的细小孔隙,使它们胀大。

  外部研究人员表明,将此类井的产氢率进步1万倍的方针是可行的,但不可以保证必定成功。此外,该办法还存在一些环境危险。例如,现在还不清楚该项目要多少水资源,还须防备灌水引发小地震的危险。

  假如一切顺利,阿曼这个以石油和天然气出名的国家或许会由于“金氢”而成为绿色动力大国。