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李棟、杜瑜敏
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410083
世界各地的勘探者正在爭先恐后地探尋“金氫”(天然氫)的儲量?!敖饸洹笔且环N天然存在的氣體燃料,無色無味且環(huán)保,燃燒時(shí)只會產(chǎn)生水。
氫動力經(jīng)濟(jì)的夢想已存在了幾十年。使用這種形式的氫將極大加快世界向凈零排放過渡。
地球或蘊(yùn)藏?cái)?shù)萬億噸“金氫”
2012年,馬里共和國的布拉克布古鎮(zhèn)附近的一口水井被發(fā)現(xiàn)含有大量氫氣。經(jīng)驗(yàn)證,這里的地底深層正源源不斷地產(chǎn)生氫氣。這種氫氣被賦予多種名稱:白氫、天然氫和金氫,但最正規(guī)的名稱是地質(zhì)氫。2022年,研究人員對地下氫儲量進(jìn)行估計(jì),地下可能有數(shù)萬億噸“金氫”,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出此前猜測。只要能回收其中的一小部分,就足以滿足人類幾個(gè)世紀(jì)的氫需求。
但另一方面,人們也對所謂的“金氫熱”持謹(jǐn)慎態(tài)度。地球上真正含有多少氫,以及有多少氫可提取出來,目前尚無定論?!敖饸洹笔侨绾萎a(chǎn)生的也不清楚。研究人員認(rèn)為,至少有一部分是在地球形成過程中從地幔逐漸滲入地殼的;另一些可能是放射性巖石將水分解成氧氣和氫氣而產(chǎn)生的;還有可能是蛇紋石化過程,即地下水與巖石中富含鐵的礦物(如橄欖石)發(fā)生反應(yīng),生成氧化鐵和氫氣。
尋找“金氫”方法不斷涌現(xiàn)
大多數(shù)“金氫獵人”都將蛇紋石化過程作為他們的目標(biāo)。例如,某公司正在堪薩斯州尋找“金氫”。該公司試圖發(fā)掘覆蓋著不透水層的富鐵巖石區(qū)域,認(rèn)為這樣珍貴的燃料可能會被密封在地下并堆積起來。
還有另一種方法來確定適合提取氫的區(qū)域。在美國地球物理聯(lián)盟會議上,有一場會議專門討論了如何利用機(jī)器學(xué)習(xí)識別衛(wèi)星圖像中的裸土環(huán)。研究人員表示,已經(jīng)在50多個(gè)這樣的圓環(huán)形的土壤中測到了氫氣,但氫氣與這些神秘地形的關(guān)系尚不清楚。
不過,“金氫”作為一種燃料仍有不足之處,尤其是在長距離運(yùn)輸方面。首先,這種氣體具有可燃性;其次,氫氣體積龐大,需要將其壓縮或轉(zhuǎn)化為其他化學(xué)物質(zhì)(如液氨)后才能方便運(yùn)輸。
刺激地層生產(chǎn)“金氫”更快捷
美國能源部計(jì)劃刺激地質(zhì)層可靠地生產(chǎn)天然氫,其想法是探索加速蛇紋石化過程的方法,從而從地下產(chǎn)生氫氣。
研究人員將嘗試打碎地下深處的巖石,以增加注入水的表面積。在埋入地下的電極之間輸送高壓電流,可加熱巖石中的微小孔隙,使它們膨脹。
外部研究人員表示,將此類井的產(chǎn)氫率提高1萬倍的目標(biāo)是可行的,但不能保證一定成功。此外,該方法還存在一些環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。例如,目前還不清楚該項(xiàng)目需要多少水資源,還須防范注水引發(fā)小地震的風(fēng)險(xiǎn)。
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