Pasaulē turpinās dabisku ūdeņraža avotu meklējumi, jo šo gāzi var izmantot kā ļoti tīru kurināmo. Tomēr lielākā daļa ūdeņraža pašlaik tiek ražota, izmantojot fosilo kurināmo, tādēļ dabiskas, bagātīgas rezerves varētu paātrināt pāreju uz mazoglekļa enerģētiku.
Viens no procesiem, kurā dabā var veidoties ūdeņradis, notiek tad, kad karsts ūdens saskaras ar magnetītu — minerālu, kas sastopams dzelzsrūdā. Rietumaustrālijas pazemē atrodas plaši dzelzsrūdas krājumi, tāpēc pētnieki Edītas Kovanas universitātes vadībā centās novērtēt, cik daudz ūdeņraža tur varētu būt izveidojies jau līdz šim un cik daudz varētu rasties nākotnē.
Laboratorijā atdarināti pazemes apstākļi
Pētījums publicēts International Journal of Hydrogen Energy. Tā autori neveica urbumus ūdeņraža meklēšanai, bet laboratorijā pārbaudīja reakcijas, kas notiek, ūdenim un magnetītam savstarpēji iedarbojoties paaugstinātā spiedienā un 200 grādu pēc Celsija temperatūrā 60 dienas.
Šie apstākļi daļēji atdarina procesus pazemē. Eksperimentos izveidojās ūdeņradis, turklāt magnetīta pulveris uz katru gramu saražoja aptuveni piecas reizes vairāk gāzes nekā blīvs, plātnes formas magnetīta paraugs.
“Austrālija varētu atrasties uz milzīgas, neizmantotas enerģijas rezerves, un tās potenciāls ir milzīgs,” sacīja Edītas Kovanas universitātes ķīmijas inženieris Alireza Keshavarz.
Pētnieki norāda, ka šis rezultāts var palīdzēt noteikt piemērotākās vietas ūdeņraža meklējumiem. Labvēlīgāki varētu būt ieži ar plaisām un porām, kuriem ir lielāks virsmas laukums un kuros ūdens vieglāk piekļūst svaigām minerāla virsmām.
“Ūdeņraža veidošanās ir atkarīga ne tikai no magnetīta daudzuma, bet arī no tā, cik viegli ūdens caur plaisām, porām un caurlaidīgiem ceļiem var piekļūt svaigām minerāla virsmām,” skaidroja enerģētikas inženieris Stefans Iglauers. Viņš piebilda, ka pētījums palīdz sasaistīt laboratorijas eksperimentus ar reālām ģeoloģiskām sistēmām.
Magnetīts reakcijas laikā pārvēršas hematītā
Reakcijas laikā liela daļa atlikušā magnetīta pārvērtās hematītā. Ja šāds process notiktu lielākā mērogā, hematīts varētu izveidot aizsargājošu slāni, kas apgrūtinātu turpmāku ūdens piekļuvi magnetītam un tādējādi ierobežotu jauna ūdeņraža veidošanos.
Lielākajā daļā iepriekšējo eksperimentu tika izmantots magnetīta pulveris, nevis plātnei līdzīgi paraugi. Tāpēc lauka apstākļos iegūtu iežu paraugu salīdzināšana ar pulveri var palīdzēt precīzāk modelēt dabiskās atradnes, tostarp iežu sastāvu un ģeometriju, kas saskaras ar ūdeni.
Pētnieki arī uzsver, ka ūdens un iežu mijiedarbība maina virsmu īpašības. Tas ir būtiski, vērtējot ne tikai ūdeņraža ražošanu, bet arī iežu integritāti gāzes ģeoloģiskās uzglabāšanas gadījumā.
Lai dabisko ūdeņradi atrastu, iegūtu un ražotu no dzelzsrūdas atradnēm pietiekamā apjomā, vēl jāatrisina virkne praktisku jautājumu. Tomēr pētījums sniedz precīzāku priekšstatu par ūdeņraža daudzumu, ko magnetīts varētu izdalīt, un par apstākļiem, kas šo procesu padara efektīvāku.
“Ja mēs šo resursu spēsim izmantot lielā mērogā, tas varētu pārveidot mūsu enerģētikas nākotni,” sacīja enerģētikas inženieris Kavehs Moghanirahimi. Viņš norādīja, ka Rietumaustrālija potenciāli varētu stiprināt enerģētisko neatkarību krīzes laikā, piekļūstot dabiski veidotam ūdeņradim.
Zinātne
Zinātne
Zinātne