Природный водород

Природный водород (известный как белый водород, геологический водород или золотой водород ), представляет собой водород, образующийся в результате природных процессов (в отличие от водорода, производимого в лаборатории или на производстве). Напротив, зеленый водород производится из возобновляемых источников энергии, а серый, коричневый, синий или черный водород получают из ископаемого топлива . Белый водород может быть возобновляемым. Он не загрязняет окружающую среду и может предложить более низкие затраты, чем промышленный водород . Природный водород был обнаружен во многих нефтематеринских породах за пределами осадочных бассейнов , где обычно работают нефтяные компании.

Происхождение

Источники природного водорода включают:

• дегазация глубинного водорода из земной коры и мантии;
• реакция воды с ультраосновными породами ( серпентинизация );
• вода, контактирующая с восстановителями мантии Земли ;
• выветривание – контакт воды со свежеобнаженными поверхностями горных пород;
• разложение гидроксильных ионов в структуре минералов;
• природных вод радиолиз ;
• разложение органических веществ;
• биологическая активность

Считается, что в результате серпентинизации производится около 80% мирового водорода, особенно когда морская вода взаимодействует с богатыми железом и магнием (ультраосновными) магматическими породами на дне океана. Современные модели указывают на радиолиз как на источник большинства других природных водорода.

Ресурсы и запасы

По данным Financial Times , в мире имеется 5 триллионов тонн природных ресурсов водорода. Большая часть этого водорода, вероятно, рассеяна слишком широко, чтобы его можно было экономически извлечь, но Геологическая служба США сообщила, что даже частичное восстановление может удовлетворить глобальный спрос на сотни лет. Открытие, сделанное в России в 2008 году, предполагает возможность добычи самородного водорода в геологических средах. Ресурсы были выявлены во Франции, Мали , США и примерно дюжина других стран.

Скопление природного водорода было обнаружено в колодце в Буракебугу, Мали, который использовался для электроснабжения близлежащей деревни. По состоянию на август 2024 года это остается единственной действующей водородной скважиной в мире. Hydroma, компания, ответственная за идентификацию этого ресурса, с тех пор пробурила поблизости еще 30 разведочных скважин. В 2023 году Пиронон и де Донато объявили об открытии месторождения, запасы которого, по их оценкам, составляют от 46 до 260 миллионов метрических тонн (объем добычи в 2020-х годах за несколько лет). В 2024 году в Рукве (Танзания) было обнаружено природное месторождение гелия и водорода. , а также в Булкизе, Албания.

Среднеконтинентальная рифтовая система

См. Также: Рифтовая система Среднего континента и хребет Немаха.

Среднеконтинентальная рифтовая система

Белый водород можно найти или произвести в Среднеконтинентальной рифтовой системе в больших масштабах. Воду можно было бы закачивать в горячую, богатую железом породу, чтобы производить водород для добычи. Растворение углекислого газа в этих жидкостях может обеспечить одновременную секвестрацию углерода за счет карбонизации пород. Полученный водород будет производиться по углеродно-отрицательному пути, и его называют «оранжевым» водородом. .

Геология

Природный водород получают из различных источников. Многие выходы водорода были обнаружены на срединно-океанических хребтах . Серпентинизация часто происходит в океанической коре; Многие объекты для исследования включают части океанической коры ( офиолиты ), которые были скрыты и включены в континентальную кору. Авлакогены, такие как Среднеконтинентальная рифтовая система Северной Америки, также являются жизнеспособными источниками горных пород, которые могут подвергаться серпентинизации. .

Диагенетическое происхождение (окисление железа) в осадочных бассейнах кратонов , в частности , встречается на территории России.

Мантийный водород и водород, образующийся в результате радиолиза (естественного электролиза ) или бактериальной активности, находятся в стадии изучения. Во Франции Альпы и Пиренеи . для разработки пригодны В Новой Каледонии есть гиперщелочные источники, демонстрирующие выбросы водорода .

Водород растворим в пресной воде, особенно на умеренных глубинах, поскольку растворимость обычно увеличивается с давлением. Однако на больших глубинах и давлениях, например, в мантии, растворимость снижается из-за сильно асимметричной природы смесей водорода и воды.

Литература

Владимир Вернадский создал концепцию природного водорода, захваченного Землей в процессе формирования из облака посттуманности. Космогонические аспекты предвидел Фред Хойл . В 1960–2010 гг. В. Н. Ларин разработал концепцию «Первородно-гидридной Земли». который описал глубоко укоренившееся природное водородное выдающееся положение и пути миграции.

См. также

• Чистый гелий
• Электротопливо
• Водородная экономика
• Производство водорода
• Водородная электростанция комбинированного цикла
• Электростанция на водородных топливных элементах

Библиография

• Ларин В.Н. Гидридная Земля: Новая геология нашей исконно богатой водородом планеты (М.: Изд. ИМГРЭ).
• В. Н. Ларин (1993). Гидридная Земля, Polar Publishing, Калгари, Альберта. Гидридная Земля: новая геология нашей изначально богатой водородом планеты
• Our Earth. V.N. Larin, Agar, 2005 (rus.) Наша Земля (происхождение, состав, строение и развитие изначально гидридной Земли)
• Лопес-Лазаро, Кристина; Башо, Пьер; Моретти, Изабель; Феррандо, Николас (2019). «Прогнозирование фазового поведения водорода в рассолах NaCl путем молекулярного моделирования для геологических приложений» . BSGF – Бюллетень наук о Земле . 190 :7. дои : 10.1051/bsgf/2019008 . S2CID   197609243 .
• Гоше, Эрик К. (февраль 2020 г.). «Новые перспективы промышленной разведки природного водорода» . Элементы: Международный журнал минералогии, геохимии и петрологии . 16 (1): 8-9. Бибкод : 2020Элеме..16....8Г . дои : 10.2138/gselements.16.1.8 .
• Гоше, Эрик К .; Моретти, И.; Гонтье, Н.; Пелисье, Н.; Берридж, Г. (июнь 2023 г.). «Место природного водорода в энергетическом переходе: позиционный документ» . Европейский геологический журнал (55). дои : 10.5281/zenodo.8108239 . Проверено 17 августа 2023 г.
• Девиль, Эрик; Принцхофер, Ален (ноябрь 2016 г.). «Происхождение просачиваний природного газа, богатого N2-H2-CH4, в офиолитовом контексте: крупное исследование благородных газов просачивания жидкости в Новой Каледонии». Химическая геология . 440 : 139–147. Бибкод : 2016ЧГео.440..139Д . doi : 10.1016/j.chemgeo.2016.06.011 .
• Грегори Пайта, магистерская диссертация, Университет Энджи и Монпелье.
• Моретти И., Пьер Х. Pour la Science, специальный выпуск в сотрудничестве с Engie, vol. 485; 2018. с. 28. Н марта. Моретти И., Д'Агостино А., Верли Дж., Призрак С., Дефренн Д., Горинтен Л. Pour la Science, специальный выпуск, март 2018 г., том 485, 24 25XXII_XXVI.
• Принцхофер, Ален; Моретти, Изабель; Франсолин, Жоао; Пачеко, Клеутон; Д'Агостино, Анжелика; Верли, Жюльен; Рупин, Фабиан (март 2019 г.). «Непрерывные выбросы природного водорода из осадочных бассейнов: пример бразильской структуры, выделяющей H2» (PDF) . Международный журнал водородной энергетики . 44 (12): 5676–5685. doi : 10.1016/j.ijhydene.2019.01.119 . S2CID   104328822 .
• Ларин, Николай; Згонник, Вячеслав; Родина, Светлана; Девиль, Эрик; Принцхофер, Ален; Ларин, Владимир Н. (сентябрь 2015 г.). «Природное просачивание молекулярного водорода, связанное с поверхностными округлыми впадинами Европейского кратона в России». Исследования природных ресурсов . 24 (3): 369–383. Бибкод : 2015НРР....24..369Л . дои : 10.1007/s11053-014-9257-5 . S2CID   128762620 .
• Згонник, Вячеслав; Бомонт, Валери; Девиль, Эрик; Ларин, Николай; Пиллот, Дэниел; Фаррелл, Кэтлин М. (декабрь 2015 г.). «Доказательства естественного просачивания молекулярного водорода, связанного с заливами Каролины (поверхностные яйцевидные впадины на Атлантической прибрежной равнине, провинция США)» . Прогресс в науке о Земле и планетологии . 2 (1): 31. Бибкод : 2015PEPS....2...31Z . дои : 10.1186/s40645-015-0062-5 . S2CID   55277065 .
• Принцхофер, Ален; Тахара Сиссе, Шейк Сиди; Диалло, Алиу Бубакар (октябрь 2018 г.). «Обнаружение большого скопления природного водорода в Буракебугу (Мали)». Международный журнал водородной энергетики . 43 (42): 19315–19326. Бибкод : 2018IJHE...4319315P . doi : 10.1016/j.ijhydene.2018.08.193 . S2CID   105839304 .
• Згонник, Вячеслав (1 апреля 2020 г.). «Проявление и геология природного водорода: всесторонний обзор». Обзоры наук о Земле . 203 : 103140. Бибкод : 2020ESRv..20303140Z . doi : 10.1016/j.earscirev.2020.103140 . S2CID   213202508 .
• Принцхофер, Ален; Девиль, Эрик (2015). Природный водород – следующая энергетическая революция . Гуменсис. ISBN  978-2-410-00335-2 . OCLC   1158938704 .
• Моретти, Изабель (22 мая 2020 г.). «Природный водород: геологическая диковинка или главный источник энергии в будущем?» . Знание энергий (на французском языке).
• Треге, Рене (17 июля 2020 г.). «Природный водород может стать настоящим источником чистой и неисчерпаемой энергии…» RT Flash (на французском языке).
• Риголле, Кристоф; Принцхофер, Ален (2022). «Природный водород: новый источник безуглеродной и возобновляемой энергии, способный конкурировать с углеводородами». Первый перерыв . 40 (10): 78–84. Бибкод : 2022FirBr..40j..78R . дои : 10.3997/1365-2397.fb2022087 . S2CID   252679963 .
• Осселин Ф., Сулен К., Фожероль К., Гоше Э.К., Скайле Б. и Пишавант М., 2022, Оранжевый водород — новый зеленый цвет: Природа геонауки.