Красная почва Австралии может скрывать огромный источник чистой энергии

Исследователи из Университета Эдит Коуэн (ECU) обнаружили потенциально важный источник низкоуглеродной энергии под Западной Австралией, где обширные железорудные формации могут быть способны генерировать природный водород.

Полученные данные позволяют предположить, что геология региона может в перспективе обеспечить новый внутренний источник энергии и, при масштабном развитии, стать основой крупной экспортной индустрии водорода.

Магнетит может генерировать водород под землей

Исследование сосредоточено на магнетите — минерале, который в изобилии встречается в огромных месторождениях железной руды Западной Австралии в регионе Пилбара.

Ученые из Школы инженерии ECU обнаружили, что магнетит может выделять газообразный водород при реакции с горячей водой в условиях, схожих с теми, что существуют глубоко под поверхностью Земли.

Команда также нашла способ стимулировать этот процесс. Вводя раствор в полосчатые железные формации, исследователи смогли увеличить генерацию водорода, что открывает возможность для намеренного усиления природного производства водорода под землей в будущем.

«Австралия может сидеть на огромном неиспользованном энергетическом резерве — и потенциал огромен, — заявил доцент Алиреза Кешаварз. — Водорода достаточно, чтобы Австралия получала выгоду на протяжении поколений, и потенциально достаточно, чтобы мы стали крупным экспортером чистой энергии для остального мира».

Воссоздание условий глубокого подземелья

Чтобы изучить процесс, исследователи поместили образцы магнетита в воду при температуре 200°C под высоким давлением на 60 дней. Эти условия были разработаны для воспроизведения горячей среды под высоким давлением, характерной для глубоких недр.

Эксперименты дали исследователям более четкое представление о том, как природный водород может образовываться в породе и какие условия необходимы для продолжения производства с течением времени.

Результаты особенно значимы для Западной Австралии, поскольку регион содержит одни из крупнейших полосчатых железных формаций на Земле.

«В Западной Австралии находятся одни из крупнейших в мире полосчатых железных формаций. Если мы сможем задействовать этот ресурс в масштабе, это может стать преобразующим для нашего энергетического будущего, — отметил ведущий автор Кавех Моганирахими. — Мы даже видим потенциал для укрепления энергетической независимости Западной Австралии во времена кризисов за счет доступа к этому природному водороду».

От лабораторных экспериментов к разведке природного водорода

Профессор Стефан Иглауэр из Школы инженерии ECU заявил, что результаты приближают исследователей к пониманию того, как производство водорода может работать в реальных подземных породах, а не только в контролируемых лабораторных условиях.

«Эта работа помогает преодолеть разрыв между лабораторными экспериментами и реальными геологическими системами», — сказал профессор Иглауэр.

Исследование также показало, что количество магнетита само по себе не определяет объем производимого водорода. Важна также структура породы, особенно то, может ли вода проходить через нее и достигать свежих поверхностей минералов.

«Наши результаты показывают, что производство водорода зависит не только от количества присутствующего магнетита, но и от того, насколько легко вода может получить доступ к свежим поверхностям минералов через трещины, поры и проницаемые пути».

Это означает, что трещины, поры и другие пути в породе могут играть решающую роль в определении того, может ли природный водород генерироваться достаточно эффективно, чтобы стать практическим энергетическим ресурсом.

Исследование под названием «Geometry-driven controls on hydrothermal natural hydrogen generation from magnetite mineral» опубликовано в International Journal of Hydrogen Energy.