Przez dziesięciolecia niewielu geologów wierzyło, że na Ziemi znajdują się znaczne złoża wodoru, ponieważ zazwyczaj gaz ten jest łatwo wchłaniany przez drobnoustroje lub chemicznie przekształcany w inne związki. Z drugiej zaś strony w Mali już teraz wydobywa się wodór z ogromnego, podziemnego złoża tego pierwiastka. Charakteryzuje się on czystością dochodzącą do 98%. Aby zlokalizować takie złoże, poszukiwacze skupiają się na znalezieniu skał bogatych w żelazo, gdyż są one kluczowe z punktu widzenia powstawania wodoru. 

Wodór ze skał 

Amerykańska Agencja Zaawansowanych Projektów Badawczych (ARPA-E), która jest częścią Departamentu Energii, ogłosiła niedawno, że przeznaczy blisko 20 mln dolarów na rozwój technologii pozyskiwania wodoru z głębi ziemi. Nie będzie to program wspierający poszukiwanie istniejących złóż. Skoncentruje się on na rozwoju sposobów na sztuczne stymulowanie procesu serpentynizacji. Jest to reakcja, która zachodzi gdy woda napotyka skały bogate w żelazo warunkach podwyższonej temperatury i ciśnienia. W wyniku procesów chemicznych minerały, takie jak oliwin, przekształcają się w minerały z grupy serpentynu przy jednoczesnym uwolnieniu wodoru. Jak każdy proces geologiczny, tak i ten jest bardzo powolny. Badacze chcą więc opracować sposób na przyspieszenie wydzielania się wodoru w czasie serpentynizacji. Naukowcy rozważają wtłoczenie pod ziemię katalizatora np. w postaci magnetytu. W tym celu mogą być użyte również niektóre drobnoustroje, które przyspieszą wydzielanie się wodoru. W ramach rządowego dofinansowania badane będą również skutki środowiskowe wtłaczania takich substancji pod ziemię.

Zainteresowanie rośnie

Jak dotąd większość wodoru pozyskiwane jest w procesach przemysłowych, gdyż do jego produkcji potrzebne są ogromne pokłady energii. Głównie odbywa się to w fabrykach, gdzie łączy się parę wodną z metanem. Jest to tak zwany “niebieski” wodór. Najbardziej ekologicznym sposobem na pozyskanie tego pierwiastka jest wykorzystanie elektrolizy wody, która jest napędzana przez energię pochodzącą z energetyki odnawialnej. Jednak wodór “geologiczny”, czyli wydobywany spod ziemi, może być dużo tańszy, a przy tym równie ekologiczny. Z drugiej strony aktualna wiedza na temat pozyskania pierwiastka w ten sposób jest dość okrojona. 

• W tej chwili zaczynamy praktycznie od zera. Wsparcie finansowe jest zatem naprawdę ważne jako sposób na przyspieszenie badań - mówi Geoff Ellis, geochemik z Amerykańskiej Służby Geologicznej (USGS). 

Do polowania na geologiczny wodór przyłączają się kolejne, tym razem prywatne firmy. Większość z nich na razie skupia się na wynalezieniu sposobu na przyspieszenie wytwarzania pierwiastka w procesie serpentynizacji. Jednak mają oni nadzieję na produkcję wodoru ze złóż bogatych w żelazo znajdujących się w miejscach takich jak Oman. Ellis twierdzi, że duże koncerny naftowe wreszcie zauważyły potencjał tkwiący w geologicznym wodorze. Dzięki swojemu doświadczeniu wiertniczemu te firmy będą mogły znacznie przyspieszyć rozwój tej technologii. 

• zobacz także: Wodór wytwarzany ze światła? Nowe odkrycie polskiej naukowczyni!

Czy to dobry pomysł?

Wodór jako źródło energii ma kilka znaczących wad, a raczej stawia naukowcom wyzwania. Przede wszystkim, jest to gaz wybuchowy. Tak więc jego wydobycie jest obarczone pewnym ryzykiem. Zwłaszcza że staje się on palny w mieszaninie z powietrzem. Pierwiastek ten charakteryzuje się najwyższą z paliw, w odniesieniu do masy, wartością opałową, która wynosi 120 MJ/kg. Z drugiej zaś strony wodór ma bardzo małą gęstość. Tak więc, aby wytworzyć tyle samo energii co gaz ziemny, należy zgromadzić dużo większą objętość tego pierwiastka. Do tego wszystkiego dochodzi fakt, że sam wodór jest gazem cieplarnianym. Nie można wykluczyć, że przemysłowe wydobycie go spod ziemi mogłoby doprowadzić do zwiększenia jego stężenia w powietrzu, co może pogłębić efekt cieplarniany. 

O niuansach wiążących się z wykorzystaniem wodoru można długo się rozpisywać. Gaz ten ma zarówno swoich przeciwników, jak i zwolenników. Niemniej jednak wysiłki w celu upowszechnienia jego zastosowania nie ustają. Wodór jest przedstawiany jako idealne paliwo dla samolotów oraz statków dalekomorskich. Dodatkowo może przyczynić się do dekarbonizacji sektora przemysłowego. Jak każda nowa technologia, pozyskanie geologicznego wodoru musi zostać dopracowane. Wszystko wskazuje jednak na to, że już całkiem niedługo będziemy mogli zapoznać się z wynikami amerykańskich badań nad pozyskaniem tego pierwiastka z wnętrza ziemi. 

Opracowano na podstawie: science.org