【科技創新世界潮】

　　◎記者 劉 霞

　　提取地下氫氣用作清潔燃料，這一嚐試得到了美國能源部的大力推動，能源部下屬高級能源研究計劃署（ARPA-E）9月初宣布，將提供2000萬(wan) 美元資金用於(yu) 推進地下礦物生產(chan) 氫（所謂“地質氫”）的技術。

　　英國《新科學家》雜誌網站在近日的報道中指出，短短一年時間，地質氫從(cong) 科學邊緣走到清潔能源的舞台中央，引發了不少初創公司的興(xing) 趣，紛紛致力於(yu) 開發此項技術。

　　地質氫日益受追捧

　　隨著人們(men) 對環保和可持續發展的日益重視，氫能作為(wei) 新興(xing) 的清潔能源，已在全球引起廣泛關(guan) 注。氫氣是一種無汙染的能源，其燃燒過程中隻產(chan) 生水蒸氣，不會(hui) 釋放任何溫室氣體(ti) 或汙染物。此外，氫氣具有極高的能量密度，這些優(you) 勢使其成為(wei) 實現清潔能源轉型的關(guan) 鍵。

　　各國政府正在支持清潔生產(chan) 氫氣的各種努力，具有較大潛力的低碳型氫能源包括“藍氫”和“綠氫”。“藍氫”通過燃燒天然氣和煤炭來製造，同時利用碳捕捉技術處理燃燒過程中產(chan) 生的二氧化碳，但並不能完全保證“零碳”。利用太陽能、風能等可再生能源發電，再用這些電電解水生成的氫就是“綠氫”，整個(ge) 過程不產(chan) 生二氧化碳，被視為(wei) 實現碳中和的最佳方式。

　　《新科學家》報道指出，地質氫可能更便宜，也同樣清潔。地質氫由地下水與(yu) 地幔中富含鐵的岩石自然相互作用產(chan) 生，對環境的影響幾乎為(wei) 零，有望成為(wei) 一種可再生能源。

　　據美國地質勘探局官網2023年4月14日報道，地質學家已經知道有幾十種自然過程可以產(chan) 生氫氣，但究竟哪些機製能產(chan) 生大量氫氣仍不清楚。普遍認為(wei) ，例如地下水與(yu) 橄欖石（一種呈綠色的鎂鐵矽酸鹽）等富含鐵的礦物相互作用時，會(hui) 使水被還原為(wei) 氧氣和氫氣，氧氣與(yu) 礦物中的鐵結合，氫氣就會(hui) 逃逸到周圍的岩石中。

　　在此基礎上，ARPA-E希望資助促進地下礦物生產(chan) 地質氫的方法。ARPA-E項目總監道格·威克斯表示，本次撥款項目專(zhuan) 注於(yu) 人工促進一種主要的製氫反應——蛇紋石化，當水在高溫高壓下遇到富含鐵的岩石時，就會(hui) 蛇紋石化。這些反應將橄欖石等礦物轉化為(wei) 蛇紋石，在這個(ge) 過程中釋放氫氣。一種方法是將水泵入地下，它會(hui) 與(yu) 富含鐵的礦物相互作用，產(chan) 生氫氣——有時也被稱為(wei) “橙色氫氣”。

　　眾(zhong) 多團隊和公司看到機會(hui)

　　美國地質調查局的傑弗裏·埃利斯表示，隨著越來越多的團隊和公司致力於(yu) 獲取地質氫用作清潔能源，人們(men) 對地質氫的熱情也日益高漲。埃利斯近日就阿曼地質氫的潛力與(yu) 阿曼政府進行了磋商。

　　德克薩斯大學奧斯汀分校的托蒂·拉森表示，其團隊正在尋找催化劑，通過將水和富含鐵的岩石混合，可以降低製造氫氣所需的溫度。總部位於(yu) 科羅拉多州的天然氫能源公司也準備在美國內(nei) 布拉斯加州和堪薩斯州進行鑽探，該公司認為(wei) 刺激地下礦物生產(chan) 地質氫比提取天然氫氣麵臨(lin) 更多挑戰，但也有更大潛力。

　　美國初創公司Koloma獲得了由比爾蓋茨的突破能源風險基金等提供的9100萬(wan) 美元融資，是地質氫行業(ye) 資金最充足的實體(ti) 。公司已經開始在美國中西部鑽探首口井，收集岩石和氣體(ti) 樣本進行分析。他們(men) 的目標是確定氫氣純度和產(chan) 量最高的地點，以最終將這些資源轉化為(wei) 實用的清潔能源。

　　該公司可利用地下蛇紋石化過程不斷產(chan) 生再生氫。在此過程中，地下的鐵和鎂基礦物在水中分解，產(chan) 生富氫流體(ti) 和其他礦物，這一過程可滿足全球30%的氫氣需求。

　　對地質氫的追求不僅(jin) 限於(yu) Koloma，殼牌、英國石油和雪佛龍等主要能源公司也正在調查這種可再生能源。澳大利亞(ya) 的金氫公司（Gold Hydrogen）也加入了地質氫的探索活動。總部位於(yu) 蒙特利爾的Hydroma甚至開始從(cong) 多年前在馬裏發現的井中提取氫氣。

　　開采氫氣仍有很大挑戰

　　美國地質調查局官網指出，雖然地質氫帶來了希望，但要真正開掘地質氫能源，仍然需要開展進一步研究。

　　科學家指出，地質氫這種資源在很大程度上仍未得到充分利用，主要原因在於(yu) 定位大量氫氣的地質儲(chu) 藏和從(cong) 地下深處或近海開采氫氣非常具有挑戰性。鑒於(yu) 此，美國地質調查局正在利用其在石油、地熱和礦產(chan) 資源等領域的專(zhuan) 業(ye) 知識，增進對地質氫資源潛力的理解。該機構計劃發布一份地圖，顯示哪些區域最可能富含地質氫資源，並開發勘探工具和戰略，以增進對地質氫能源的了解，幫助滿足未來的能源需求。