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Hidrógeno natural

El hidrógeno natural (conocido como hidrógeno blanco , hidrógeno geológico , [1] hidrógeno geogénico , [2] o hidrógeno dorado ) es el hidrógeno que se forma mediante procesos naturales [3] [4] (a diferencia del hidrógeno producido en un laboratorio o en la industria). Por el contrario, el hidrógeno verde se produce a partir de fuentes de energía renovables , mientras que el hidrógeno gris, marrón, azul o negro se obtiene a partir de combustibles fósiles . [5]

El hidrógeno natural puede ser renovable, no contamina y puede ofrecer costos más bajos que el hidrógeno industrial . [6] Se ha identificado hidrógeno natural en muchas rocas fuente en áreas más allá de las cuencas sedimentarias donde las compañías petroleras suelen operar. [7] [8] [9]

Orígenes

Las fuentes de hidrógeno natural incluyen: [10]

Se cree que la serpentinización produce aproximadamente el 80% del hidrógeno del mundo, especialmente cuando el agua de mar interactúa con rocas ígneas ricas en hierro y magnesio (ultramáficas) en el fondo del océano. Los modelos actuales apuntan a la radiólisis como la fuente de la mayor parte del hidrógeno natural.

Recursos y reservas

Según el Financial Times , existen 5 billones de toneladas de recursos naturales de hidrógeno en todo el mundo. [1] Es probable que la mayor parte de este hidrógeno esté demasiado disperso como para que sea económicamente recuperable, pero el Servicio Geológico de Estados Unidos ha informado de que incluso una recuperación fraccionaria podría satisfacer la demanda mundial durante cientos de años. Un descubrimiento en Rusia en 2008 sugiere la posibilidad de extraer hidrógeno nativo en entornos geológicos. [ cita requerida ] Se han identificado recursos en Francia, [12] Mali , Estados Unidos y aproximadamente una docena de otros países. [13]

En un pozo de agua de Bourakébougou (Malí) se descubrió una acumulación de hidrógeno natural que se explotó para abastecer de energía a la aldea cercana. [14] A fecha de agosto de 2024, este sigue siendo el único pozo de hidrógeno en funcionamiento del mundo. Hydroma, la empresa responsable de identificar el recurso, ha perforado desde entonces 30 pozos de exploración más en las cercanías. En 2023, Pironon y de Donato anunciaron el descubrimiento de un yacimiento que estimaron que tendría entre 46 y 260 millones de toneladas métricas (varios años de producción de la década de 2020). [14] En 2024, se descubrió un depósito natural de helio e hidrógeno en Rukwa (Tanzania). [15] y también en Bulqizë (Albania). [16]

Sistema de grietas del centro del continente

Sistema de Rift centrocontinental

El hidrógeno blanco podría encontrarse o producirse en el sistema del Rift centrocontinental a gran escala. Se podría bombear agua hasta rocas calientes ricas en hierro para producir hidrógeno para su extracción. [17] La ​​disolución del dióxido de carbono en estos fluidos podría permitir el secuestro simultáneo de carbono a través de la carbonatación de las rocas. El hidrógeno resultante se produciría a través de una vía de carbono negativo y se lo ha denominado hidrógeno "naranja". [18]

Geología

El hidrógeno natural se genera a partir de diversas fuentes. Se han identificado muchas afloraciones de hidrógeno en las dorsales oceánicas . [19] La serpentinización se produce con frecuencia en la corteza oceánica; muchos objetivos de exploración incluyen porciones de corteza oceánica ( ofiolitas ) que han sido obducidas e incorporadas a la corteza continental. Los aulacogénicos como el Sistema de Rift del Medio Continente de América del Norte también son fuentes viables de rocas que pueden sufrir serpentinización. [17]

De origen diagenético (oxidación del hierro) en las cuencas sedimentarias de los cratones , se encuentran sobre todo en Rusia.

Se están investigando el hidrógeno del manto y el hidrógeno procedente de la radiólisis ( electrólisis natural ) o de la actividad bacteriana . En Francia, los Alpes y los Pirineos son adecuados para su explotación. [20] Nueva Caledonia tiene fuentes hiperalcalinas que muestran emisiones de hidrógeno . [21]

El hidrógeno es soluble en agua dulce, especialmente a profundidades moderadas, ya que la solubilidad generalmente aumenta con la presión. Sin embargo, a mayores profundidades y presiones, como en el manto, [22] la solubilidad disminuye debido a la naturaleza altamente asimétrica de las mezclas de hidrógeno y agua.

Literatura

Vladimir Vernadsky originó el concepto de hidrógeno natural capturado por la Tierra en el proceso de formación a partir de la nube post-nebulosa. Los aspectos cosmogónicos fueron anticipados por Fred Hoyle . De 1960 a 2010, VN Larin desarrolló el concepto de Tierra primordialmente hídrica [23] [ dudoso – discutir ] que describía la prominencia de hidrógeno natural profundamente arraigado [24] y las rutas de migración.

Bibliografía

Véase también

Referencias

  1. ^ ab "Los geólogos señalan el inicio de la 'fiebre del oro' de la energía del hidrógeno".
  2. ^ Pasche, N., Schmid, M., Vazquez, F., Schubert, CJ, Wüest, A., Kessler, JD, ... y Bürgmann, H. (2011). Fuentes y sumideros de metano en el lago Kivu. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences (2005–2012), 116(G3) ( https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdfdirect/10.1029/2011JG001690?download=true)
  3. ^ Larin VN 1975 Tierra hídrica: la nueva geología de nuestro planeta primordialmente rico en hidrógeno (Moscú: Izd. IMGRE). (en ruso)
  4. ^ Truche, Laurent; Bazarkina, Elena F. (2019). "El hidrógeno natural, el combustible del siglo XXI". E3S Web of Conferences . 98 : 03006. Bibcode :2019E3SWC..9803006T. doi : 10.1051/e3sconf/20199803006 . S2CID  195544603.
  5. ^ "Código de color del hidrógeno". H2B .
  6. ^ La rédaction: Hydrogène natural: una fuente potencial de energía renovable. En: La Revue des Transitions. 7 de noviembre de 2019, consultado el 17 de enero de 2022 (en francés) .
  7. ^ Deville, Eric; Prinzhofer, Alain (noviembre de 2016). "El origen de las filtraciones de gas natural ricas en N2-H2-CH4 en un contexto ofiolítico: un estudio de gases nobles y de importancia en las filtraciones de fluidos en Nueva Caledonia". Chemical Geology . 440 : 139–147. Bibcode :2016ChGeo.440..139D. doi :10.1016/j.chemgeo.2016.06.011.
  8. ^ Gregory Paita, Tesis de Maestría, Engie & Université de Montpellier.
  9. ^ Hassanpouryouzband, Aliakbar; Wilkinson, Mark; Haszeldine, R Stuart (2024). "Futuros de energía de hidrógeno: ¿recolección o agricultura?". Chemical Society Reviews . 53 (5): 2258–2263. doi : 10.1039/D3CS00723E . hdl : 20.500.11820/b23e204c-744e-44f6-8cf5-b6761775260d . PMID  38323342.
  10. ^ Zgonnik, P. Malbrunot: L'Hydrogene Naturel. Hrsg.: AFHYPAC Association française pour l'hydrogène et les piles à combustible. Agosto de 2020, pág. 8, p. 5 (en francés) .
  11. ^ "Nuestra Tierra". V.N. Larin, Agar, 2005 (en ruso)
  12. ^ Paddison, Laura (29 de octubre de 2023). "Salieron a buscar combustibles fósiles. Lo que encontraron podría ayudar a salvar el mundo". CNN . Consultado el 29 de octubre de 2023 .
  13. ^ Prinzhofer, Alain; Moretti, Isabelle; Françolin, Joao; Pacheco, Cleuton; D'Agostino, Angélique; Werly, Julien; Rupin, Fabian (marzo de 2019). "Emisión continua de hidrógeno natural de cuencas sedimentarias: el ejemplo de una estructura brasileña emisora ​​de H2" (PDF) . Revista Internacional de Energía del Hidrógeno . 44 (12): 5676–5685. doi :10.1016/j.ijhydene.2019.01.119. S2CID  104328822.
  14. ^ ab Alderman, Liz (4 de diciembre de 2023). "Podría ser una gran fuente de energía limpia, enterrada en las profundidades del subsuelo". New York Times .
  15. ^ "El Helium One Itumbula West-1 registra concentraciones positivas". 5 de febrero de 2024.
  16. ^ "¿El enorme depósito de hidrógeno blanco de Albania cambiará el panorama de la energía limpia? - H2 News". 7 de marzo de 2024.
  17. ^ ab "El potencial del hidrógeno geológico para la energía de próxima generación | Servicio Geológico de Estados Unidos". www.usgs.gov .
  18. ^ Osselin, F., Soulaine, C., Faugerolles, C., Gaucher, EC, Scaillet, B. y Pichavant, M., 2022, El hidrógeno naranja es el nuevo verde: Nature Geoscience.
  19. ^ L'hydrogène dans une économie décarbonée (connaissancedesenergies.org)
  20. ^ Gaucher, Éric C. (junio de 2020). "Une découverte d'hydrogène natural dans les Pyrénées-Atlantiques, première étape vers une explorer industrielle" [Un descubrimiento de hidrógeno natural en la región de los Pirineos Atlánticos, primer paso hacia la exploración industrial]. Géologues, Société géologique de France (en francés) (213) . Consultado el 2 de mayo de 2023 .
  21. ^ Prinzhofer, Alain; Tahara Cissé, Cheick Sidy; Diallo, Aliou Boubacar (octubre de 2018). «Descubrimiento de una gran acumulación de hidrógeno natural en Bourakébougou (Mali)». Revista Internacional de Energía del Hidrógeno . 43 (42): 19315–19326. Bibcode :2018IJHE...4319315P. doi :10.1016/j.ijhydene.2018.08.193. S2CID  105839304.
  22. ^ Bali, Eniko; Audetat, Andreas; Keppler, Hans (2013). "El agua y el hidrógeno son inmiscibles en el manto de la Tierra". Nature . 495 (7440): 220–222. Bibcode :2013Natur.495..220B. doi :10.1038/nature11908. PMID  23486061. S2CID  2222392.
  23. ^ VN Larin (1993). Tierra hídrica, Polar Publishing, Calgary, Alberta. https://archive.org/details/Hydridic_Earth_Larin_1993
  24. ^ Nuestra Tierra. VN Larin, Agar, 2005 (ruso) https://archive.org/details/B-001-026-834-PDF-060