a (s)proposito di idrogeno ... bianco

[Soviet_Mario]

Ci sono alcune truffe che, per essere più plausibili, usano
le mezze verità.
Questa è, al momento attuale, una di quelle.

Facciamo un passo indietro.
Se non ricordo male lessi di un ceppo batterico di un lago
americano famoso (che però mi sfugge), con uno spesso strato
di acque stagnanti, asfittiche, sul fondale, che aveva
imparato ad usare come combustibili i minerali FERROSI,
"fermentandoli" in ambiente alcalino, con collaterale
produzione di idrogeno bio.

Se non ricordo male la reazione era simile a

2 FeO + H2O ==> Fe2O3 * idrato + H2 (gas)
reazione favorita solo a pH alcalino, e appena appena.
Nota : quel che ho scritto come ruggine FERRICA idrata
potrebbe in realtà essere presente in fasi ossido miste con
altri elementi che aiutino a stabilizzare il Fe(3). Ci sono
vari minerali simili (es. gli spinelli, ma non solo)

Uno spinello abbastanza stabile è la magnetite o calamina
Fe3O4 che si può "interpretare" come Fe[FeO2]2 (ferrato
ferroso). Ora anche se non tutto il ferro è stato ossidato,
vista la scorta infinita di ferro ferroso nelle rocce ignee,
il punto è trovare condizioni dove la coppia

Fe III / H2 sia favorita su Fe II / H2O

La calamina potrebbe essere meglio del Fe2O3

potrebbero esistere altri "ferrati" relativamente stabili
con cationi di dimensioni opportune.

Il punto però è questo : affinché questa potenzialità
illimitata o quasi possa essere sfruttata, che condizioni
devono realizzarsi ?
L'idrogeno non è molto efficiente in termini di massa
ottenuta per unità di massa di minerale a disposizione. Ma
questo minerale, è facilmente disponibile ?
Serve cavarlo, eventualmente macinarlo finemente (notare che
queste rocce non sono famose per la loro facilissima
frantumabilità !!), eventualmente scaldarlo con alcali ? È
sicuro l'investimento ripaghi come EROEI ? Nollo so, ma ho
qualche dubbio

Cito da YOU.COM alcune possibili sorgenti ferrose

««« ... Alcuni esempi di minerali contenenti silicato
ferroso, alluminato ferroso e silico-alluminato ferroso che
si possono trovare nelle rocce ignee includono:

Olivina: La olivina è un minerale silicato
ferroso-magnesiano (Fe, Mg)SiO4 che è comune nelle rocce
ignee mafiche come il basalto e la peridotite.

Pirosseno: I pirosseni sono un gruppo di minerali
silicato che possono contenere ferro, magnesio, calcio e
altri elementi. Alcuni esempi di pirosseni che possono
contenere ferro sono l'ortopirosseno (FeSiO3) e l'augite
((Ca,Na)(Mg,Fe,Al)(Al,Si)2O6).

Anfiboli: Gli anfiboli sono un gruppo di minerali
silicato che possono contenere ferro, magnesio, calcio,
alluminio e altri elementi. Alcuni esempi di anfiboli che
possono contenere ferro sono la hornblenda
(Ca2(Mg,Fe)4Al(Si7Al)O22(OH)2) e la cummingtonite
(Fe2Mg5Si8O22(OH)2).

Feldspati: I feldspati sono un gruppo di minerali
silicato che possono contenere alluminio, sodio, potassio e
altri elementi. Alcuni esempi di feldspati che possono
contenere ferro sono l'ortoclasio (KAlSi3O8) e l'anortite
(CaAl2Si2O8)...»»»



Riscrivendola in funzione della calamina partendo da
un'ipotetica olivina stechiometrica : FeMgSiO4 e
considerandola composta di Fe2SiO4 e Mg2SiO4, scartando come
scoria tutta la seconda
ad es.


3 Fe2SiO4 + 2 H2O ==> 3 SiO2 + 2 Fe3O4 + 2 H2
3 × 204 + 2 × 18 ==> 2 × 2
(non è detto che si formi silice libera, dipende dalle
condizioni, in presenza di olivina magnesiaca residua,
inalterata).
Ad ogni modo, da 444 grammi di materiale, senza nemmeno
considerare lo scarto di silicati di magnesio, si ottengono
4 g di idrogeno. E' meno di un centesimo della massa di
roccia trattata.
Qualcuno che sa farli potrebbe calcolare cosa costerebbe
anche solo macinarla.
Boh ... il mio penny, incompleto, giusto come spunto

[Roberto Deboni DMIsr]

On 27/12/2023 18:26, Soviet_Mario wrote:
>
> Ci sono alcune truffe che, per essere più plausibili, usano le mezze
> verità.
> Questa è, al momento attuale, una di quelle.
>
> Facciamo un passo indietro.
> Se non ricordo male lessi di un ceppo batterico di un lago americano
> famoso (che però mi sfugge), con uno spesso strato di acque stagnanti,
> asfittiche, sul fondale, che aveva imparato ad usare come combustibili i
> minerali FERROSI, "fermentandoli" in ambiente alcalino, con collaterale
> produzione di idrogeno bio.

Ovviamente tutto cio' che e' "bio" ha tempi biblici per produrre
qualcosa di significativo.

8>< ----

Ma, pare che questa storia dell'idrogeno bianco non sia poi cosi' una
chimera. Si trovano varie fonti di informazioni che non sono da
ignorare:

<https://www.usgs.gov/news/featured-story/potential-geologic-hydrogen-next-generation-energy>

Sospetto che e' proprio la caratteristica sfuggente dell'idrogeno che
finora non ci ha fatto rendere conto della sua disponibilita', ovvero
tanto idrogeno viene "perso" da quando nell'800 si e' iniziata,
prima, l'estrazione petrolifera, poi, del gas naturale, senza che
ci si accorgesse, in pratica sotto il nostro naso.

Ipotesi:

"To get a sense of the amount of hydrogen gas that the Earth may be
storing, USGS research geologist Geoffrey Ellis enlisted the help
of his Energy Resources Program colleague Sarah Gelman to develop
a global resource model. Before they could use a model to estimate
the amount of hydrogen available, they had to advance scientific
understanding about the behavior of hydrogen in the subsurface.
The pair used existing knowledge of analogues such as natural gas
to fill the gaps in existing knowledge and develop their hydrogen
model."

“Using a conservative range of input values, the model predicts a
mean volume of hydrogen that could supply the projected global
hydrogen demand for thousands of years,” Ellis said."

Il problema:

"... most of this hydrogen is probably inaccessible."

Pero', pero' ... le tecniche di trivellazione, specialmente di
prodotti gassosi (gas naturale, ma anche geotermico) si stanno
affinando e raggiungendo profondita' crescenti.

Esempi dei problemi:

"... hydrogen supplies are too deeply buried, or too far offshore,
or in accumulations that are too small, making it highly unlikely
they could ever be economically recovered."

Ecco alcune ipotesi dell'origine dell'idrogeno nella crosta terrestre:

<https://d9-wret.s3.us-west-2.amazonaws.com/assets/palladium/production/s3fs-public/styles/full_width/public/media/images/AAAS%20Image.png?itok=uQ9cZEYV>

* radiolysis (processo lento, elementi radioattivi le cui emissioni,
colpendo molecole di acqua la spaccano rilasciando
idrogeno ... probabilmente lo troviamo in rocce antiche)

* serpentinizzazione (ad alte temperature l'acqua reagisce con rocce
ricche di ferro, si pensa sia la maggiore fonte)

* idrogeno profondo (ma e' una tesi controversa - vasti depositi di
idrogeno primevo intrappolato nel nucleo)

Ipotesi di "stimolazione" della produzione:
la generazione di idrogeno potrebbe essere stimolata pompando
direttamente acqua in rocce ricche di ferro. L'aggiunta di CO2
la sequestrerebbe dall'atmosfera, rallentando il riscaldamento
climatico. Non ho capito del tutto questa parte.

Ma somiglia al geotermico, in cui si andrebbe a sfruttare il calore
profondo per produrre idrogeno. Per me vale lo stesso caveat del
geotermico in generale: si accelera il raffreddamento del nucleo
terrestre. Finche' l'idrogeno e' prodotto da processi naturali,
che l'uomo certamente non puo' fermare, va bene estrarlo. Ma
pompare acqua per stimolare (al costo del "calore interno"), in
un ottica di lungo termine per l'umanita', non mi convince.

Capire i meccanismi:

"Geologists already know that there are dozens of natural processes
that generate hydrogen but understanding hydrogen resource potential
requires identifying which of those mechanisms are capable of
generating large quantities of the gas. One such process that
scientists generally agree upon happens when groundwater interacts
with iron-rich minerals like olivine. (Olivine is a magnesium iron
silicate that has a green hue not unlike that of—you guessed
it—olives.) This interaction can cause the water to be reduced to
oxygen, which bonds with the iron in the minerals, and hydrogen,
which then escapes into the surrounding rock."

Perche' finora non si e' ritenuto possibile che esistessero "depositi":

"For decades, geoscientists have assumed that seal rocks could not
effectively contain hydrogen accumulations, because hydrogen’s
small size would allow it to escape through even the tightest rocks."

Ma c'e' chi non pensa sia sempre cosi':

"However, studies show that the diameter of a molecule of two hydrogen
atoms is about equal to that of a single helium atom and that the two
gases are likely to get trapped by similar rock layers."

Quindi, dove ci sono depositi di elio, forse c'e' anche idrogeno ?

Il servizio geologico degli Stati Uniti sta creando mappe di potenziali
giacimenti di idrogeno. Poi non resta che avviare la prospezione.

In ogni caso, non ci sara' idrogeno bianco in quantita' industriali,
se la tecnologia e' fattibile, per almeno alcuni decenni.

[flip]

come ho illustrato in un altro post, l'idrogeno bianco si ottiene scindendo l'acqua sotto forte pressione ed ad alte temperature geotermiche. I due gas prodotti, idrogeno e ossigeno molecolari, si ricombinano percolando verso l'alto non appena raggiungono condizioni termiche adeguate sotto gli 800 gradi celsius, riformando acqua. Se caso mai la scissione avviene in rocce non ossidate ricche in ferro, queste assorbono l'ossigeno che non è più in grado di ricombinarsi co l'idrogeno, l'idrogeno resta libero di risalire e se incontra un tappo di roccia non porosa si accumula in una bolla assieme ad altri gas e liquidi come petrolio metano e altra acqua, per questo quasi sempre si hanno giacimenti d'idrogeno bianco in corrispondenza di altri giacimenti di idrocarburi o nei pozzi artesiani.

L'idrogeno bianco dovrebbe essere onnipresente sotto profondità la cui temperatura supera i mille gradi, dunque se non si trova un giacimento, basta fare un pozzo con un tubo di materiale refrattario che resista bene al calore, a quel punto mettere nel fondo un pistone di materiale poroso che assorba ossigeno e lascia venire verso l'alto l'idrogeno liberato, e poi il pistone possa venire tirato su una volta ossidato per scaricare l'ossigeno e riciclarlo in continuazione. Con questo schema a ciclo in cui il materiale prima si ossida e poi si disossida, sembra si possono utilizzare anche materiali ossidabili più costosi del ferro ma più rapidi a catturare l'ossigeno e magari poi a liberarsene.