牛津大學(xué)、達(dá)勒姆大學(xué)和多倫多大學(xué)的研究人員詳細(xì)介紹了在我們腳下找到清潔天然氫資源所需的地質(zhì)成分。

　　這項(xiàng)工作詳細(xì)說明了地球自身在地質(zhì)時(shí)期產(chǎn)生的自然氫在地殼中積累的要求，并確定了具有這些成分的地質(zhì)環(huán)境在全球范圍內(nèi)廣泛存在。

　　氫是一個(gè)價(jià)值1350億美元的產(chǎn)業(yè)，對(duì)于制造化肥和其他重要的社會(huì)化學(xué)品至關(guān)重要，也是未來低碳排放技術(shù)的關(guān)鍵清潔能源，到2050年，市場估計(jì)將達(dá)到1萬億美元。

　　這些發(fā)現(xiàn)為氫供應(yīng)的挑戰(zhàn)提供了解決方案，并將幫助工業(yè)定位和提取天然氫以滿足全球需求，從而消除為此目的使用碳?xì)浠衔铩?/p>

　　研究結(jié)果發(fā)表在5月13日的《自然評(píng)論地球與環(huán)境（Nature Reviews Earth & Environment）》雜志上。

　　在現(xiàn)代社會(huì)，可靠的氫氣供應(yīng)對(duì)社會(huì)的功能至關(guān)重要。氫生產(chǎn)的肥料為全球一半人口的食物供應(yīng)做出了貢獻(xiàn)，而且氫也是許多碳中和未來路線圖中的關(guān)鍵能源組成部分，如果我們要防止最壞的氣候變化預(yù)測，氫是必不可少的。

　　今天，氫是由碳?xì)浠衔锂a(chǎn)生的，廢氣占全球二氧化碳排放量的2.4%。對(duì)氫氣的需求將從2022年的9000萬噸增加到2050年的5.4億噸，但至關(guān)重要的是，這些氫氣不排放二氧化碳。生產(chǎn)后掩埋廢棄的二氧化碳（“碳封存”）或利用可再生能源（風(fēng)能或太陽能）都是未來的氫氣來源，但目前還不具備商業(yè)競爭力。

　　牛津大學(xué)與杜倫大學(xué)和多倫多大學(xué)合作的一項(xiàng)新研究提供了一個(gè)解決方案。在過去的10億年里，地球大陸地殼產(chǎn)生的氫氣足以滿足人類至少17萬年的能源需求。雖然其中一部分已經(jīng)丟失、消耗或無法獲得，但剩余的氫可以提供這種自然資源的天然（無排放）來源。

　　到目前為止，歷史上有限的氫采樣和測量限制了科學(xué)家目前對(duì)地殼中氫的位置和含量的理解。勘探配方對(duì)于找到可開采且具有商業(yè)可行性的天然地質(zhì)氫氣儲(chǔ)量至關(guān)重要。

　　該研究的合著者喬恩·格魯亞斯教授（英國杜倫大學(xué)）指出：“我們已經(jīng)成功地開發(fā)了氦的勘探策略，類似的'第一原理'方法也可以用于氫。”

　　這項(xiàng)研究概述了尋找不同氫系統(tǒng)的勘探策略所需的關(guān)鍵成分。“這包括產(chǎn)生了多少氫氣，發(fā)生的巖石類型和條件，氫氣如何從這些巖石遷移到地下，允許氣田形成的條件，以及破壞氫氣的條件。”

　　研究報(bào)告的合著者之一、多倫多大學(xué)的芭芭拉·舍伍德·羅拉教授說：“例如，我們知道地下微生物很容易以氫為食。避免讓它們與氫接觸的環(huán)境對(duì)于在經(jīng)濟(jì)積累中保存氫很重要。”

　　這組作者概述了對(duì)這些成分的理解是強(qiáng)有力的，并強(qiáng)調(diào)了需要更多工作的領(lǐng)域——比如巖石反應(yīng)效率，以及地質(zhì)歷史如何將正確的巖石與與之反應(yīng)的水結(jié)合在一起。

　　一些氫氣的來源，比如來自地幔的，引發(fā)了很多猜測和夸張——但這項(xiàng)研究表明，這些都不是可行的來源。相反，作者表明，一個(gè)完整的氫系統(tǒng)的成分可以在地殼內(nèi)一系列常見的地質(zhì)環(huán)境中找到。其中一些在地質(zhì)上很年輕，形成氫氣的時(shí)間是“最近”（地質(zhì)學(xué)上的數(shù)百萬到數(shù)千萬年），另一些則是真正古老的（數(shù)億年）——但關(guān)鍵是在全球范圍內(nèi)都有發(fā)現(xiàn)。

　　牛津大學(xué)地球科學(xué)系的首席作者Chris Ballentine教授說：“在任何一種情況下結(jié)合這些成分來尋找積累的氫，就像烹飪蛋奶酥一樣——任何一種成分、數(shù)量、時(shí)間或溫度都錯(cuò)了，你都會(huì)失望的。”

　　“一個(gè)成功的可重復(fù)的勘探配方將解鎖一個(gè)具有商業(yè)競爭力的低碳?xì)湓矗@將對(duì)能源轉(zhuǎn)型做出重大貢獻(xiàn)——我們有合適的經(jīng)驗(yàn)來結(jié)合這些成分并找到配方。”

　　天然地質(zhì)氫氣的潛力促使作者成立了Snowfox Discovery Ltd.，這是一家勘探公司，其使命是尋找具有社會(huì)意義的天然氫氣聚集。

　　（素材來自：氫能新聞 全球氫能網(wǎng)、新能源網(wǎng)綜合）