澳洲臥龍崗大學(ECU)的研究人員在西澳發現了潛在的低排放能源來源,該地區廣闊的富鐵地質構造可能能夠產生天然氫氣。

研究結果顯示,該地區的地理條件最終可能支持新的國內能源供應,並在規模化發展後,成為主要的氫能出口產業。

磁鐵礦可在地底產生氫氣

研究聚焦於磁鐵礦,這是一種在西澳皮爾巴拉地區龐大的鐵礦床中含量豐富的礦物。

ECU工程學院的科學家發現,在類似地殼深處的條件下,磁鐵礦與熱水反應時可以釋放氫氣。

該團隊還發現了一種刺激此過程的方法。透過向條帶狀鐵建造物注入溶液,研究人員能夠增加氫氣的產生,這提高了天然產生的氫氣未來可能被刻意在地底增強的可能性。

「澳洲可能坐擁一個龐大、未開發的能源儲備——潛力巨大。」副教授 Alireza Keshavarz 表示。

「澳洲有足夠的氫氣可供幾代人受益,而且可能足以讓我們成為向世界出口清潔能源的主要國家。」

重現地底深處的環境

為了研究此過程如何運作,研究人員將磁鐵礦樣本置於 200°C 的水中,在高壓下靜置 60 天。這些條件旨在重現地底深處高溫、高壓的環境。

實驗讓研究人員更清楚地了解天然氫氣如何在岩石中形成,以及需要什麼條件才能持續生產。

這些發現對西澳尤其重要,因為該地區擁有地球上一些最大的條帶狀鐵建造物。

「西澳擁有世界上一些最大的條帶狀鐵建造物。如果我們能大規模地開發這項資源,它將對我們的能源未來產生變革性的影響。」首席作者 Kaveh Moghanirahimi 表示。

「我們甚至看到了西澳在危機時期,透過獲取這種天然產生的氫氣來加強其能源獨立性的潛力。」

從實驗室實驗到天然氫氣勘探

ECU 工程學院的 Stefan Iglauer 教授表示,這些結果使研究人員更接近了解氫氣生產如何在真實的地底岩石構造中運作,而不僅僅是在受控的實驗室環境中。

「這項工作有助於縮小實驗室實驗與真實地質系統之間的差距。」Iglauer 教授表示。

研究還發現,僅磁鐵礦的含量並不決定能產生多少氫氣。岩石的結構也很重要,特別是水是否能夠穿過岩石並接觸到新鮮的礦物表面。

「我們的研究結果表明,氫氣的產生不僅取決於磁鐵礦的含量,還取決於水能夠透過裂縫、孔隙和滲透性通道接觸到新鮮礦物表面的難易程度。」

這意味著岩石中的裂縫、孔隙和其他通道,在決定天然氫氣是否能有效產生到足以成為實用能源資源的程度方面,可能扮演著關鍵角色。

該研究「Geometry-driven controls on hydrothermal natural hydrogen generation from magnetite mineral」已發表於《國際氫能期刊》(International Journal of Hydrogen Energy)。