Pesquisadores do GFZ identificaram onde descobrir recursos naturais de hidrogênio usando simulações de última geração de processos tectônicos de placas.
O gás hidrogênio (H 2 ) tem grande potencial para substituir os atuais combustíveis fósseis e, ao mesmo tempo, eliminar a emissão associada de CO2 e outros poluentes.
No entanto, um grande obstáculo é que ele requer produção em massa. A produção atual de hidrogênio sintético é, na melhor das hipóteses, baseada em energias renováveis , mas também pode ser poluente se energia fóssil for usada.
A solução pode ser encontrada na natureza, já que vários processos geológicos podem gerar hidrogênio. Até agora, não ficou claro onde deveríamos procurar por acumulações naturais de hidrogênio potencialmente em larga escala.
Uma equipe de pesquisadores liderada pelo Dr. Frank Zwaan, cientista da seção de Modelagem Geodinâmica do Centro de Geociências GFZ Helmholtz, apresenta uma resposta a essa pergunta.
Pontos quentes naturais de hidrogênio em rochas do manto profundo
Usando modelagem de placas tectônicas , os pesquisadores descobriram que cadeias de montanhas nas quais rochas do manto originalmente profundas são encontradas perto da superfície representam potenciais pontos críticos naturais de hidrogênio.
Essas cadeias de montanhas podem não apenas ser ambientes geológicos ideais para a geração natural de H 2 em larga escala , mas também para a formação de acumulações de H 2 em larga escala que podem ser perfuradas para produção de hidrogênio.
O hidrogênio natural pode ser gerado de várias maneiras, por exemplo, pela transformação bacteriana de material orgânico ou pela divisão de moléculas de água causada pela decomposição de elementos radioativos na crosta continental da Terra.
A viabilidade geral do hidrogênio natural como fonte de energia já foi comprovada no Mali, onde volumes limitados de H 2 originários de camadas sedimentares ricas em ferro são produzidos por meio de perfurações no subsolo.
No entanto, o mecanismo mais promissor para a geração de hidrogênio natural em larga escala é um processo geológico no qual as rochas do manto reagem com a água. Os minerais nas rochas do manto mudam sua composição e formam novos minerais do chamado grupo serpentina, bem como gás H 2 .
Para que essas rochas entrem em contato com a água e se tornem serpentinizadas, elas devem ser exumadas tectonicamente em direção à superfície da Terra.
Modelagem tectônica permite melhor geração de hidrogênio em rochas
Usando uma abordagem de modelagem numérica de placas tectônicas de última geração, calibrada com dados de exemplos naturais, a equipe simulou a evolução completa das placas tectônicas, desde a ruptura inicial até a ruptura continental, seguida pelo fechamento da bacia e formação de montanhas.
Nessas simulações, os pesquisadores conseguiram determinar pela primeira vez onde, quando e quantas rochas do manto são exumadas nas montanhas e quando essas rochas podem estar em contato com água em temperaturas favoráveis para permitir a serpentinização eficiente e a geração natural de hidrogênio.
Acontece que as condições para serpentinização e, portanto, geração natural de H 2 são consideravelmente melhores em cadeias de montanhas do que em bacias de rifte.
Devido ao ambiente comparativamente mais frio nas cadeias de montanhas, volumes maiores de rochas do manto exumadas são encontrados em temperaturas favoráveis de serpentinização de 200-350°C. Ao mesmo tempo, a circulação abundante de água ao longo de grandes falhas dentro das montanhas pode permitir seu potencial de serpentinização.
Como resultado, a capacidade anual de geração de hidrogênio em cadeias de montanhas pode ser até 20 vezes maior do que em ambientes de fenda.
Intensificação da exploração do hidrogênio natural
Esta pesquisa fornece um forte impulso para intensificar a exploração de H 2 natural em cadeias de montanhas.
Vários esforços de exploração já estão em andamento em lugares como os Pireneus, os Alpes Europeus e os Bálcãs, onde pesquisadores já encontraram indícios de geração contínua de hidrogênio natural.
O Dr. Zwaan explicou: “O desenvolvimento de novos conceitos e estratégias de exploração será crucial para o sucesso desses esforços.
“De particular importância é como a formação de acumulações econômicas naturais de H 2 é controlada pela história tectônica de um determinado local de exploração.”
Ele concluiu: “Precisaremos determinar o momento dos principais processos geológicos envolvidos porque, se os reservatórios de H 2 forem formados durante a construção das montanhas, deve ter havido uma fissura antes.
“No geral, os insights obtidos a partir de simulações de placas tectônicas, como as realizadas neste estudo, serão de grande valor.”
Fonte: Innovation News Network
Disponível em: https://www.innovationnewsnetwork.com/exploiting-natural-hydrogen-sources-is-key-for-the-green-energy-transition/55630/
