Возобновляемая энергия является самым дешевым и наименее углеродосодержащим видом энергии, которую мы когда-либо создавали, но ее нерегулярный характер делает ее далеко не идеальной. Нам действительно нужно что-то столь же дешевое и низкоуглеродное, но по требованию. Команда из Массачусетского технологического института пытается создать это, разрабатывая геологический водород «на кране» с помощью ИИ и робототехники. Это звучит как салат из жаргона, но это может быть самой революционной вещью, происходящей в энергетике сегодня. Позвольте мне объяснить.
Давайте начнем с того, что такое геологический водород. Глубоко под землей, где давления высоки, а температуры еще выше благодаря геотермальному теплу, вода может реагировать с железосодержащими породами особенным образом. Эта химическая реакция эффективно приводит к ржавлению, за исключением того, что вода расщепляется, и ее молекулы кислорода связываются с железом, а молекулы водорода высвобождаются. Этот процесс медленный, и на протяжении миллионов лет высвобождаемый водород может накапливаться под землей подобно природному газу; фактически, один ученый оценивает, что на Земле может быть 10 триллионов тонн этого геологического водорода. К сожалению, большая его часть находится слишком глубоко для нашего доступа, или находится в местах, откуда его трудно добывать, например, рядом с гидротермальными источниками.
Теоретически, водород является прекрасным топливом без углерода. Когда он сгорает, он выделяет только водяной пар, и мы можем пропустить его через топливные элементы, чтобы напрямую получать из него электричество без выбросов. Но подавляющее большинство водорода, который мы используем, получают из природного газа путем парового риформинга, что приводит к выделению большого количества углекислого газа, делая его далеко не экологичным. Мы можем нивелировать это, используя «зеленый водород», который получают из возобновляемых источников энергии путем электролиза воды для получения кислорода и водорода. Однако этот электролиз невероятно неэффективен и чертовски дорог, примерно 7 долларов за кг водорода. При такой цене автомобили на водородном топливе или газовые системы на водородном топливе стоят значительно дороже, чем их аналоги на ископаемом топливе.
Вот тут и вступает в дело этот проект Массачусетского технологического института. Вы видите, вместо того чтобы пытаться добраться до недоступного геологического водорода, который уже существует на Земле, они пытаются найти способ значительно ускорить производство геологического водорода. Таким образом, все, что им нужно, это места с железосодержащими породами и умеренной геотермальной энергией, которых полно, и они могут создать легкодоступный и, следовательно, дешевый поток водорода без углерода!
Хорошо, так как они собираются это сделать?
Они будут искать катализатор, который может стимулировать или ускорять химическую реакцию между водой и железосодержащими породами. Они сделают это, используя ИИ и робототехнику для тестирования различных катализаторов и симуляции того, что произойдет, когда эти потенциальные катализаторы будут применены к породам из различных регионов с различными внешними условиями, такими как температура и давление. ИИ здесь ключевой. Он будет анализировать результаты испытаний команды и сочетать их с научной литературой, чтобы предложить, какие катализаторы следует попробовать дальше. Таким образом, проходя через циклы физических испытаний и оптимизации ИИ, а затем снова, они могут постепенно нацеливаться на идеальный катализатор.
Цель команды в конечном итоге - обнаружить катализатор, который может производить геологический водород по цене всего 1 доллар за кг. При такой цене водородное топливо становится конкурентоспособным с природным газом, а транспортные средства на водородных топливных элементах становятся гораздо дешевле в эксплуатации, чем транспортные средства с двигателями внутреннего сгорания, при этом не выделяя выбросов.
Однако нет гарантии, что команда найдет катализатор, достаточно дешевый, чтобы обеспечить водород по цене 1 доллар. Но если они смогут, этот новооткрытый источник водорода может быть поистине революционным. Нельзя забывать, что использование этого катализатора потребует много бурения, добычи, хранения и транспортировки, что мы уже делаем в масштабах с нефтегазовой промышленностью. Не должно быть трудно переоборудовать эту инфраструктуру для обеспечения ультрабыстрого развертывания добычи геологического водорода. Мы также можем переоборудовать старую инфраструктуру природного газа и легко адаптировать ее для работы на этом водороде. Так что, если эта команда Массачусетского технологического института достигнет своих целей, они действительно могут создать идеальную энергию с низким содержанием углерода «на кране», полностью революционизировать энергетическую отрасль и спасти мир от нас, людей.