温室气体排放对环境和人类造成了严重影响。为了减少和控制排放,德克萨斯州立大学的研究人员正在开发从铁矿石中提取的氢气,这种氢气不会排放任何温室气体。
为了支持该方法的发展,美国能源部高级研究计划署(ARPA-E)已向该大学拨款1.7万美元。此外,德克萨斯大学奥斯汀分校还与怀俄明大学能源资源学院合作开展此项目。
在美国,制氢主要依赖于天然气燃烧,这种制氢方式也被称为蓝氢,会导致温室气体排放。然而,目前该行业正转向利用太阳能和风能等可再生能源生产绿氢。研究人员目前正在探索地质氢作为一种潜在的新来源。
据德克萨斯大学奥斯汀分校研究副教授埃斯蒂·乌卡尔 (Esti Ukar)称,“世界各地都发现了天然地质氢聚集体,但在大多数情况下,它们规模较小且不经济,尽管勘探仍在继续。”
乌卡尔教授还强调,这项研究将着眼于从富铁岩石中生成更多氢气。通常情况下,氢气的自然形成需要数百万年时间。这项研究是首个旨在开发工业规模地质制氢工艺的尝试。
类似研究
同样,科罗拉多大学博尔德分校的研究人员也在研究蛇纹石化作用制氢。他们的团队正在进行加速地下实验,希望深入了解天然氢气产生的化学反应。
科罗拉多大学博尔德分校的研究科学家埃里克·埃里森表示: “如果我们能够加速地下这些反应,我们就可以将岩石转化为清洁且丰富的能源。”
美国地质调查局的方法
美国地质调查局 (USGS) 2022 年的一份报告指出,天然存在的地质氢有可能满足全球几代人的能源需求。不仅如此,它还有望迅速替代排放碳的化石燃料。然而,由于这些资源埋藏较深或位于近海,获取它们可能十分困难。
美国地质调查局研究员杰弗里·埃利斯表示:“使用保守的输入值范围,该模型预测的平均氢气量可以满足预计的全球氢气需求数千年。”
美国地质调查局的研究人员还表示:“不过,我们在解读这个数字时必须非常谨慎。根据我们对地下石油和其他气体分布的了解,这些氢气大部分可能都无法获取。”
埃利斯的研究表明,由于氢气供应大部分埋藏在地下或近海,因此开采起来在经济上不可行。此外,美国国家可再生能源实验室(NREL)提出的长期循环经济理念并不包括开采型天然燃料。
德克萨斯大学的研究人员正在利用铁矿石开发氢气,但据美国国家可再生能源实验室 (NREL) 称,“美国经济的脱碳将需要快速部署清洁能源技术。”
美国国家可再生能源实验室(NREL)还指出:“这将需要大量的材料,包括稀缺的关键材料。确保这些材料以必要的数量供应,并发挥其最大价值和功能,就需要一个强大的能源材料循环经济体系。”



