To rodzaj inżynierii geologicznej. Jeśli ustalimy jak złoża wodoru powstawały pod ziemią, to możemy powtórzyć ten proces i samemu go wytworzyć. Wielkimi entuzjastami takiego podejścia są nie tylko naukowcy, ale przede wszystkim amerykański Departament Energi.
Stąd jego agencję The Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E) uruchomiła szeroki program grantowy zarówno dla naukowców jak i przedsiębiorców, który ma pobudzić branżę tzw. złotego wodoru, czyli naturalnego gazu który w powstaje w skorupie ziemskiej. Projekt są zróżnicowane: zaczynają się od adaptacji technik znanych z wydobycia ropy i gazu do produkcji i wydobycia wodoru, a kończą na opracowywanie modeli do zrozumienia mechanizmu powstawania wodoru w skałach.
Jedni z ubiegłorocznych zdobywców dotacji, grupa badawcza MIT kierowana przez Iwnetim Abate, wykorzystuje pozyskane środki na określenie idealnych warunków do wytwarzania wodoru pod ziemią. Bierze pod uwagę czynniki takie jak katalizatory do inicjowania reakcji chemicznej, temperatury, ciśnienia i poziomów pH. „W wodorze geologicznym wciąż nie rozumiem jak można przyspieszyć jego produkcję, ponieważ jest to reakcja chemiczna, ani nie wiemy, jak zaprojektować system jego bezpiecznego wydobycia”, mówi Douglas Wicks, dyrektor programowy w ARPA-E. Lista niewiadomych jest równie długa, jak droga do pierwszych komercyjnych projektów wydobycia wodoru.
Natural Hydrogen Energy, startupu z siedzibą w Denver podobnie jak naukowcy z MIT szuka sposobów na to, aby przyspieszyć i kontrolować proces powstawania wodoru w skorupie ziemskiej. Chodzi o to, aby wykorzystać ją jako rodzaj naturalnej instalacji produkcyjnej. Z kolei Abate i jego naukowcy opracowują przepis na płyn, który wywoła reakcję chemiczną, wyzwalającą produkcję wodoru w skałach. Głównym składnikiem jest woda, a zespół testuje „proste” materiały na katalizatory, które przyspieszą reakcję i zwiększą ilość produkowanego wodoru. „Niektóre katalizatory są bardzo kosztowne i trudne do wyprodukowania. My szukamy związku, który jest niedrogi i łatwo dostępny. Czegoś co pozwoli nam zwiększyć tempo produkcji i zapewni odpowiednią ekonomikę całego procesu”, mówi Yifan Gao jeden z członków zespołu
Skały bogate w żelazo, w których zachodzi reakcja chemiczna, można znaleźć znaleźć na świecie. Aby zoptymalizować reakcję w różnych składach geologicznych i środowiskach, Abate i Gao opracowują coś, co nazywają systemem o wysokiej przepustowości, składającym się z oprogramowania sztucznej inteligencji i robotyki. Dzięki niemu testują różne mieszaniny katalizatorów i symulują, co się stanie, gdy zostaną zastosowane do skał z różnych regionów, z różnymi warunkami zewnętrznymi, takimi jak temperatura i ciśnienie.
“Na tej podstawie mierzymy, ile wodoru produkujemy dla każdej możliwej kombinacji, a sztuczna inteligencja uczy się na eksperymentach i sugeruje nam jaki skład materiału katalizatora może być odpowiedni dla danej skały”, mówi Abate. Po opracowaniu receptury katalizatora kolejnym kamieniem milowym będzie zaprojektowanie reaktora o podwójnym zastosowaniu. Wyposażony w technologie takie jak spektroskopia Ramana, pozwoli naukowcom zidentyfikować i zoptymalizować warunki chemiczne, które prowadzą do poprawy szybkości i wydajności produkcji wodoru, a do tego będzie zbierać informacje, które pomogą przyspieszyć produkcję wodoru w terenie.
