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天然水素（ホワイト水素、地質水素、[1] 地質水素、[2]またはゴールド水素とも呼ばれる）は、自然のプロセスによって生成される水素です[3] [4]（実験室や産業で生成される水素とは対照的です）。対照的に、グリーン水素は再生可能エネルギー源から生成され、グレー水素、ブラウン水素、ブルー水素、ブラック水素は化石燃料から得られます。[5]
天然水素は再生可能で、汚染がなく、工業用水素よりも低コストで、USGSによると「数千年にわたる世界の水素需要の予測」を供給できる可能性があるとのことです。[6] [7] 天然水素は、石油会社が通常操業する堆積盆地以外の地域の多くの根源岩で確認されています。[8] [9] [10]
起源
天然水素の供給源としては以下が挙げられる。[11]
- 地球の地殻とマントルからの深部水素の脱ガス[12]
- 水と超塩基性岩石の反応（蛇紋岩化作用）
- 地球のマントル内の還元剤と接触する水。
- 風化– 露出したばかりの岩石の表面と接触する水。
- 鉱物の構造中の水酸化イオンの分解;
- 天然水の放射線分解;
- 有機物の分解;
- 生物活性
蛇紋岩化作用は、特に海水が海底の鉄とマグネシウムを豊富に含む（超苦鉄質）火成岩と相互作用することで、世界の水素の約 80% を生成すると考えられています。現在のモデルでは、その他のほとんどの天然水素の発生源は放射線分解であるとされています。
資源と埋蔵量
フィナンシャルタイムズによると、世界には5兆トンの天然水素資源がある。[1] この水素のほとんどは広範囲に分散しているため、経済的に回収することはできないと思われるが、米国地質調査所は、たとえ部分的に回収したとしても、数百年分の世界の需要を満たすことができると報告している。2008年にロシアで発見された水素は、地質環境から天然水素を抽出できる可能性を示唆している。[要出典]資源はフランス、 [13] マリ、米国、その他約12か国で確認されている。 [14]
マリのブラケブグにある井戸で天然水素の蓄積が発見され、近くの村に電力を供給するために利用されました。[15] 2024年8月現在、これは世界で唯一稼働している水素井戸です。資源の特定を担当したハイドロマ社は、それ以来、近くでさらに30の探査孔を掘削しました。2023年にピロノンとデドナートは、約4,600万〜2億6,000万トン（2020年代の生産量数年分）と推定される鉱床を発見したと発表しました。[15] 2024年には、タンザニアのルクワでヘリウムと水素の天然鉱床が発見されました。[16]アルバニアのブルキゼでも発見されました。[17]
大陸中部リフトシステム
ホワイト水素は、大陸中部リフトシステムで大規模に発見または生産される可能性があります。水を鉄分を多く含む熱い岩石に注入して水素を生成し、抽出することができます。[18]これらの流体に二酸化炭素を溶解すると、岩石の炭酸化による炭素隔離を同時に行うことができます。結果として得られる水素は、炭素負の経路で生成され、「オレンジ」水素と呼ばれています。[19]
地質学
天然水素は様々な発生源から生成されます。多くの水素源は中央海嶺で確認されています。[20]蛇紋岩化は海洋地殻で頻繁に発生し、探査対象の多くは大陸地殻にオブダクションされて組み込まれた海洋地殻（オフィオライト）の一部です。北米の大陸中部リフトシステムなどのオーラコゲンも、蛇紋岩化を起こす可能性のある岩石の有望な発生源です。[18]
続成作用（鉄の酸化）による鉱物は、クラトンの堆積盆地で発見され、特にロシアで多く見られます。
マントル水素と放射線分解（自然電気分解）または細菌活動による水素が調査中です。フランスではアルプス山脈とピレネー山脈が採掘に適しています。[21] ニューカレドニアには水素放出を示す高アルカリ源があります。[22]
水素は淡水に溶けやすく、特に中程度の深さでは溶解度は圧力とともに一般的に増加するため、溶解度は高くなります。しかし、マントル内のようにより深いところや圧力の高いところでは[23] 、水素と水の混合物の非対称性が高いため溶解度は低下します。
文学
ウラジミール・ヴェルナツキーは、ポスト星雲から形成される過程で地球に取り込まれた天然水素の概念を生み出した。宇宙論的側面はフレッド・ホイルによって予見された。1960年から2010年にかけて、VNラリンは、深部に根ざした天然水素の隆起[25]と移動経路を説明する原始水素地球概念[24] [疑わしい-議論]を開発した。
文献
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参照
参考文献
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