نقشه برداری از مسیر دستیابی به گنجینه انرژی پاک که برای ۱۷۰،۰۰۰ سال بشریت کافی است

به گزارش مجله خبری نگار، مطالعات اخیر نشان دهنده وجود مخازن هیدروژن مدفون در بسیاری از مناطق جهان، از جمله حداقل ۳۰ ایالت آمریکا است. محققان امیدوارند که یافتن این مخازن، گذار انرژی جهانی را تسریع کند.

با این حال، درک زمین‌شناسی از تشکیل و محل ذخایر بزرگ هیدروژن همچنان محدود است. بنابراین، یک تیم تحقیقاتی به رهبری کریس بالنتین، استاد ژئوشیمی دانشگاه آکسفورد، فهرستی از عواملی را که منجر به تشکیل و تجمع هیدروژن طبیعی در پوسته زمین می‌شوند، تهیه کردند.

بالنتین گفت: «وظیفه فعلی شناسایی محل آزادسازی، جمع‌آوری و ذخیره هیدروژن در زیر زمین است.»

به گفته محققان، پوسته زمین در طول یک میلیارد سال گذشته به اندازه کافی هیدروژن تولید کرده است که می‌تواند نیاز‌های انرژی فعلی ما را برای تقریباً ۱۷۰،۰۰۰ سال تأمین کند.

مخازن طبیعی هیدروژن به سه جزء اصلی نیاز دارند: منبع هیدروژن، سنگ‌هایی که توانایی میزبانی آن را دارند (سنگ‌های مخزن) و آب‌بند‌های طبیعی که گاز را در زیر زمین به دام می‌اندازند.

ده‌ها فرآیند طبیعی هیدروژن تولید می‌کنند که ساده‌ترین آنها یک واکنش شیمیایی است که آب را به هیدروژن و اکسیژن تجزیه می‌کند. به گفته‌ی بالانتین، سنگ‌هایی که حاوی این فرآیند‌ها هستند، منابع بالقوه‌ی هیدروژن محسوب می‌شوند. یک نمونه از مکان‌های امیدوارکننده، ایالت کانزاس ایالات متحده است، جایی که یک شکاف عمیق که یک میلیارد سال پیش شکل گرفته است، منجر به تجمع سنگ‌های بازالت شده است که با آب واکنش می‌دهند و هیدروژن تولید می‌کنند. محققان در آنجا در جستجوی ساختار‌های زمین‌شناسی هستند که ممکن است این گاز را به دام انداخته باشند.

این تیم خاطرنشان کرد که فشار تکتونیکی و افزایش دما در داخل زمین به هل دادن هیدروژن به لایه‌های نزدیک سطح کمک می‌کند، جایی که می‌تواند انباشته شود و یک مخزن تجاری قابل دوام تشکیل دهد.

این مطالعه همچنین شامل ارزیابی انواع سنگ‌ها و زمینه‌های زمین‌شناسی امیدوارکننده، مانند مجتمع‌های افیولیتی - بلوک‌هایی از پوسته زمین که در اصل زیر اقیانوس بودند - و مناطق آذرین و کمربند‌های سنگ سبز آرکئن با قدمت میلیارد‌ها سال بود.

در سال ۲۰۲۴، محققان یک مخزن عظیم هیدروژن را در یک مجموعه افیولیتی در آلبانی کشف کردند که احتمال وجود چنین مخازنی را در سراسر جهان تأیید می‌کند.

این مطالعه همچنین هشدار داد که وجود میکروب‌های زیرزمینی که از هیدروژن تغذیه می‌کنند، می‌تواند بر تجمع آن تأثیر بگذارد و برخی از محیط‌ها را برای اکتشاف نامناسب‌تر کند.

در حال حاضر، هیدروژن در تولید مواد شیمیایی اساسی مانند آمونیاک و متانول استفاده می‌شود و همچنین نقش فزاینده‌ای در گذار به انرژی پاک، به ویژه در تأمین انرژی خودرو‌ها و نیروگاه‌ها، ایفا می‌کند.

با این حال، بیشتر هیدروژن تولید شده امروزه از هیدروکربن‌ها می‌آید که باعث انتشار بالای کربن می‌شود. در مقابل، هیدروژن پاک که به طور طبیعی در پوسته زمین وجود دارد، ردپای کربن کمتری دارد.

محققان تأکید کردند که زمین مقادیر قابل توجهی هیدروژن تولید می‌کند و چالش فعلی، یافتن شرایط زمین‌شناسی مناسب برای یافتن و استخراج آن است.

این مطالعه در مجله Nature Reviews Earth and Environment منتشر شده است.

منبع: لایو ساینس