Энергетический переворот: Главный источник водорода – не океан, а горы? Новое исследование

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Пока человечество с тревогой и надеждой ищет пути к «зеленому» будущему, а инженеры бьются над эффективностью солнечных панелей и ветряков, прямо у нас под ногами, возможно, скрывается колоссальный энергетический резерв. И нет, речь не о нефти или газе, а о водороде — том самом, что обещает нам чистое сгорание без вредных выбросов. Но самое интересное, что новейшие исследования указывают на весьма неожиданное место его залегания. Забудьте на время о бескрайних равнинах или морских глубинах. Присмотритесь к горам!

Водород из камня: фантастика или реальность?

А между тем, геологический водород — это вполне реальное явление. В отличие от «зеленого» водорода, получаемого электролизом воды с помощью возобновляемых источников, или «голубого», производимого из природного газа с улавливанием CO2, геологический водород образуется естественным путем в земной коре. И, похоже, горы — это те самые «фабрики», где природа сама готовит для нас это чистое топливо.

Иллюстрация
Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Франк Цваан из Центра Гельмгольца по изучению Земли в Германии проливает свет на этот процесс. «Всё дело в определенных минералах, — объясняет он, — которые при реакции с водой способны генерировать водород. Представьте себе, это практически бесплатный, экологически чистый источник энергии!» Звучит заманчиво, не так ли?

Так откуда дровишки, то есть водород?

Главные «поставщики» этих чудо-минералов — глубинные слои нашей планеты, мантия. Там их предостаточно. Одна проблема: в обычных условиях они надежно укрыты от воды, и никакой реакции не происходит. Но тут на сцену выходят горы! В процессе их формирования, когда тектонические плиты сталкиваются, сминаются в гигантские складки и вздымаются к небу, часть мантийных пород оказывается вытолкнутой гораздо ближе к поверхности. Вот тут-то и начинается самое интересное.

В этих приповерхностных слоях мантийные породы наконец-то встречаются с водой. Этот процесс, известный ученым как серпентинизация (не пугайтесь сложного слова, это просто химическая реакция гидратации определенных минералов, например, оливина), и приводит к выделению водорода. Цваан и его команда смоделировали этот процесс «вознесения» мантийного вещества и пришли к выводу: да, под горными хребтами могут образовываться значительные объемы этого газа.

Горы против океана: где водород «вкуснее»?

Вы можете возразить: «Постойте, но ведь серпентинизация происходит и на дне океанов, у срединно-океанических хребтов! Некоторые даже считают, что именно там зародилась жизнь». И будете совершенно правы! Процесс там действительно идет. Однако, по словам Цваана, есть один нюанс, который делает горы более перспективными.

Дело в температуре. На океанском дне, где идет серпентинизация, температура обычно ниже 122°C. В таких «прохладных» условиях любой образующийся водород становится лакомым кусочком для бактерий — они его попросту съедают. А вот в недрах гор можно пробуриться на глубины, где температура значительно выше. «Там никто жить не хочет, — с долей юмора отмечает Цваан, — так что это идеальные условия для сохранения водорода». Более того, ученый предполагает, что можно будет бурить прямо в «водородную кухню» — то есть, непосредственно в зону, где газ активно генерируется. Представляете?

Первые ласточки: Альпы и Пиренеи уже «сигналят»?

Конечно, всё это пока больше теория и расчеты. Но есть и первые, весьма обнадёживающие практические данные. Например, Джанрето Маначаль из Страсбургского университета подтвердил, что под швейцарскими Альпами, в районе Гризон, действительно идет выработка водорода. Правда, сколько его там — пока большой вопрос. «Мы лишь в самом начале пути», — честно признается исследователь.

Похожие новости приходят и с Пиренеев. Александра Робер из Тулузского университета сообщила о просачивании водорода из недр северной части этого горного массива. Опять же, исследования только начались.

Иллюстрация
Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
Что дальше? Лопаты и буры наготове?

Так что же, пора снаряжать экспедиции в горы с буровыми установками? Не будем торопиться. Ученые подчеркивают: это только первые шаги. Нужно еще очень многое выяснить. Каковы реальные объемы геологического водорода в горах? Насколько он чист? Как его эффективно и безопасно извлекать? Не повредит ли это хрупким горным экосистемам? Вопросов пока больше, чем ответов.

Но сама идея — невероятно захватывающая. Если окажется, что горные хребты действительно являются гигантскими природными резервуарами чистого топлива, это может серьезно изменить энергетический ландшафт планеты. Особенно это было бы актуально для регионов, богатых горами, но испытывающих дефицит других энергоресурсов.

Так что, пока мы любуемся величественной красотой гор, помните: возможно, прямо сейчас в их недрах, в тишине и темноте, рождается энергия будущего. И кто знает, может, через несколько десятилетий горные тропы будут соседствовать с аккуратными скважинами, качающими из земных глубин чистый водород. Звучит почти как сказка, но наука тем и хороша, что иногда делает сказку былью. А мы будем с интересом следить за развитием этих исследований. Ведь, как говорится, горы могут скрывать не только сокровища, но и ответы на самые насущные вопросы человечества.

2 комментария

Добавить комментарий

Rarearthmetal
Недалеко смотрят, когда говорят, что сжигание водорода безопасно, ибо вода. Дальше носа своего не видят. Не могут себе представить, что водяной пар от триллиона машин разного сорта, сконденсируется и пойдёт дождик нон стоп форева. Фсемирный подоп 2.0. Ной уже заготавливает доски и созванивается с тварями.
a
Пар испариться, а вот оксид азота более вреден при сгорании водорода в двигателях. Вот что нейросеть ответила.
при сгорании водорода в атмосферном воздухе может образовываться вредный выхлоп, несмотря на то, что сам водород — это чистое топливо, при идеальном сгорании которого образуется только вода (H₂O).
Однако в реальных условиях, особенно при высоких температурах, таких как в водородных двигателях внутреннего сгорания, азот из воздуха (N₂) может вступать в реакцию с кислородом и образовывать оксиды азота (NOₓ).
Почему это происходит?
Атмосферный воздух состоит примерно из:
78% азота (N₂),
21% кислорода (O₂),
и 1% других газов.
При высоких температурах (обычно выше 1500 °C), например, в камере сгорания двигателя, эти инертные при обычных условиях газы могут начать реагировать между собой:
[
N_2 + O_2 \rightarrow 2NO \
2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2
]
Эти соединения — оксиды азота (NO и NO₂) — являются вредными веществами:
Они способствуют кислотным дождям,
Участвуют в образовании смога,
Могут вызывать респираторные заболевания.
Вывод:
Да, при сгорании водорода в воздухе возможен вредный выхлоп;
Основным источником вредных выбросов являются оксиды азота (NOₓ), образующиеся из атмосферного азота при высоких температурах;

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Квантовые спины впервые сдвинули сантиметровый объект: как физики преодолели барьер микромира

В фундаментальной физике существует давняя граница между микромиром и макромиром. Законы квантовой механики формулировались для отдельных элементарных частиц — электронов, протонов,...

Планшет, ноутбук и холст для рисования в одном флаконе: обзор Ninkear S13 Neo на Intel N150

Тем, кто привык к интерфейсу Windows, но не всегда хочет брать с собой ноутбук, придётся по душе Ninkear S13 Neo. По виду это обычный планшет с 13-дюймовым экраном, внутри которого работает Windows...

Самое странное облако Марса нарушило земные законы физики: почему шлейф длиной 1800 км не должен существовать

Каждое утро в период марсианского лета над южным полушарием планеты возникает гигантское атмосферное явление. Над западным склоном потухшего вулкана Гора Арсия формируется узкое белое облако из...

Почему дайверы со всего мира хотят увидеть дно озера Каинды в Казахстане

Куда только не хотят попасть дайверы-экстремалы: от остатков затонувших кораблей до пещер, из которых не факт, что выйдет выплыть. Но необычные виды и острые ощущения берут верх над чувством...

✦ ИИ  DIY «сделай сам» без мастерской: 7 технических лайфхаков для ремонта, апгрейда и экономии

Большинство мелких поломок дома вовсе не требуют поездки в сервис. Часто достаточно мультиметра, набора отвёрток, паяльника и понимания того, что именно вышло из строя. Собрал несколько DIY (сделай...

✦ ИИ  The Orange Box: 10 октября 2007 года Valve выпустила сборник из пяти игр, который стал легендой

10 октября 2007 года Valve выпустила The Orange Box — необычный игровой комплект, объединивший сразу пять проектов. В одной коробке оказались Half-Life 2, два эпизода, Portal и Team...