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科学家测量了加拿大地盾古老岩石中白色氢气的释放

hidrogênio branco
照片: hidrogênio branco - onurdongel/Istock.com

多伦多大学和渥太华大学的科学家直接测量了加拿大地盾古代岩石中白氢的释放情况。该研究确定了正在运营的矿井中存在连续的瓦斯流动。研究结果发表在《美国国家科学院院刊》杂志上。

该地质构造是地球上一些最古老岩石的所在地。研究人员长期监测气体的积累和释放。记录的体积表明其作为清洁能源的潜力。

直接测量揭示可持续的氢气流量

工作人员从安大略省蒂明斯附近一个矿井的 35 个钻井中采集了样本。每口井平均每年释放0.008吨氢气。这相当于大约八公斤,相当于普通汽车电池的重量。

十多年来,天然气持续稳定产出。多伦多大学教授、主要作者芭芭拉·舍伍德·洛勒 (Barbara Sherwood Lollar) 与渥太华大学的奥利弗·瓦尔 (Oliver Warr) 一起领导了这项工作。分析证实氢在深处自然积累。

  • 分析的油井深度达 2.9 公里
  • 每口井每年平均释放8公斤
  • 流动潜力保持十年或更长时间
  • 岩石的历史可以追溯到数十亿年前

这是对古代大陆地层中白色氢的首次直接、长期测量。在此之前,这个话题主要是研究地下生命的微生物学家感兴趣的。

白色氢是如何在岩石中形成的

水和富含铁的矿物质之间的化学反应在深处产生气体。该过程无需人工干预即可发生。与绿色氢不同,它不需要可再生能源的电力来生产。

加拿大地盾覆盖了加拿大约一半的领土。它包含前寒武纪时期的岩石。这些结构还蕴藏着镍、铜和钻石矿藏。靠近现有矿山可以降低未来开采的基础设施成本。

该研究绘制了气体浓度图并跟踪其随时间的积累。结果表明,这种现象并不准时。它可能会在具有相似岩石成分的其他地区重复出现。

自然资源的经济和环境优势

白氢直接来自地壳。因此,其成本往往低于工业生产的版本。如今,它已用于制造化肥用氨、石油精炼和钢铁工业。

更大规模的采用可以减少难以脱碳行业的排放。加拿大等拥有古老地质构造的国家获得了国内能源选择。这减少了对化石燃料进口的依赖。

舍伍德·洛勒 (Sherwood Lollar) 强调,该资源提供了获得负担得起的本地生产能源的机会。该研究为世界不同地区更广泛地探索天然氢铺平了道路。

在矿山和当地社区的应用潜力

许多加拿大地雷直接位于地盾内的岩石上。这种重叠有利于气体的可能使用。释放的氢气可以满足其自身运营或附近地区的部分能源需求。

初步计算,如果推算到所有矿井,单个地点每年的产量可达数十吨。每年的能量当量达到数百万千瓦时。这个容量可以为数百个家庭供电。

捕获技术和安全存储方面仍然需要进步。专家评估不同情况下的经济可行性。多伦多和渥太华的研究为这些分析提供了具体数据。

寻找天然氢的全球背景

近年来,一些国家开始勘探地质氢。此前的发现发生在澳大利亚、美国、法国和马里。加拿大现在对非常古老的岩石进行精确测量。

白氢也称为黄金氢或地质氢。它增加了能源转型的低碳选择。与间歇性可再生能源不同,地下水流往往更加稳定。

2026 年 5 月 18 日发表的研究增强了人们对该主题的科学兴趣。团队继续在其他大陆绘制类似的阵型。目的是更好地了解资源的真正潜力。