Horniny bohaté na magnetit v západní Austrálii mohou za podmínek podobných hlubším částem zemské kůry vytvářet vodík. Ukázal to laboratorní výzkum týmu z Edith Cowan University, jehož výsledky vyšly v časopise International Journal of Hydrogen Energy. Studie se nezabývala těžbou vodíku v terénu, ale zkoumala chemickou reakci mezi magnetitem a vodou a vliv struktury horniny na její průběh.
Magnetit je oxid železa se vzorcem Fe3O4, který obsahuje železo v různých oxidačních stavech. Při hydrotermální reakci, tedy reakci v horké vodě pod zvýšeným tlakem, se část magnetitu oxiduje na hematit a současně může vznikat molekulární vodík. Přirozený neboli geologický vodík je plyn vznikající v horninách bez průmyslového elektrolýzního procesu, který se používá při výrobě takzvaného zeleného vodíku.
Vědci porovnávali dva typy vzorků přírodního magnetitu: kompaktní kus horniny a jemný prášek. Oba vystavili po dobu 60 dnů vodě o teplotě 200 °C, tlaku přibližně 10,3 MPa a hodnotě pH 9. Práškový magnetit vytvořil po přepočtu na hmotnost horniny 0,052 mmol vodíku na gram. U kompaktního vzorku to bylo 0,0105 mmol na gram, tedy zhruba pětkrát méně.
Rozdíl podle autorů souvisí především s dostupností reaktivních povrchů. Voda se v prášku dostane k mnohem většímu množství čerstvého magnetitu, zatímco v celistvé hornině její pohyb omezují póry, pukliny a difuze. Na povrchu kompaktního vzorku navíc vznikala vrstva hematitu, která mohla další reakci zpomalovat. Rentgenová difrakce ukázala nárůst podílu hematitu z 58,5 na 89,1 procenta.
Výzkumníci po reakci zaznamenali také změny struktury povrchu. Jeho průměrná drsnost vzrostla o 32 procent a průměrná tvrdost se zvýšila z 2,60 na 8,9 GPa. Tato měření spolu s pozorováním elektronovým mikroskopem podporují výklad, podle něhož se magnetit rozpouští, jeho železo se oxiduje a následně se znovu ukládá jako hematit.
Výsledky mají význam pro úvahy o geologickém vodíku v takzvaných páskovaných železných formacích, rozsáhlých horninových tělesech tvořených střídajícími se vrstvami železných minerálů a křemene. Jedny z největších se nacházejí v oblasti Pilbara v západní Austrálii. Studie ale neprokázala, že tam lze vodík průmyslově získávat, ani neurčila velikost případného zdroje. Z laboratorních výtěžků navíc nelze přímo odvodit produkci v kilometrech horniny. Další průzkum bude muset ověřit, jak v reálném podzemí proudí voda, jak rychle se povrchy minerálů pasivují a zda by případné získávání plynu bylo technicky i ekologicky proveditelné.
Zdroj: ScienceDaily
Tento článek byl vytvořen s pomocí umělé inteligence a redakčně zkontrolován.