氢气被称为"终极清洁能源",但制造它的过程往往并不清洁。现在,美国得克萨斯大学奥斯汀分校的研究团队提出了一种思路:能不能让地下岩层一边生产氢气,一边把二氧化碳永久封存进去?他们在实验室里证明了这至少对一种常见岩石是可行的。

这个设想的吸引力在于一石二鸟。目前全球几乎所有氢气都来自化石燃料,生产过程中会排放大量二氧化碳。用风电或光伏来电解水制氢虽然清洁,但成本更高,而且大规模推广会挤占本可用于替代煤电的绿色电力。地质氢——让地下岩石自然产生氢气——是近年兴起的新方向,但问题在于没人知道地下到底有多少可开采的天然氢气。非洲马里一个村庄是目前唯一在开采纯天然氢气的地方,规模极小。得克萨斯大学的研究人员认为,与其等待自然积累,不如主动"刺激"岩石产氢

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团队核心成员Orsolya Gelencsér解释说,他们的方法基于一种叫"蛇纹石化"的化学反应。某些岩石与水接触时会自然产生氢气,这是地下天然氢气的重要来源。如果往地下泵入更多水,反应就会加速。而关键洞察在于:如果把二氧化碳溶解进水里一起泵下去,CO₂会与岩石发生反应并被固定住,同时不影响氢气的生成。

研究团队已经在实验室中验证了这种"一石二鸟"的可行性,对象是橄榄岩——一种在地幔中广泛分布的岩石。Gelencsér表示,他们希望与企业合作开展实地试验,证明这种方法在经济上可行。如果成功,甚至可能同时获取地热能。

不过,这项研究还处于早期阶段。实验室成功不等于地下深层的复杂环境中也能复制,成本效益更是未知数。Gelencsér本人对天然氢气的储量持谨慎态度,认为马里那个案例可能非常特殊,因为氢气分子极小,很难被上层岩石有效封存。主动刺激产氢能否克服这一难题,还需要更多验证。

目前全球已有多个团队在推进不同类型的刺激产氢试验。得克萨斯大学的方案独特之处在于把碳封存整合了进来——如果最终可行,产氢过程本身就能抵消一部分碳排放。但距离真正商业化,还有从实验室到实地、从小规模到经济可行的漫长距离。