解锁地质氢能：一种基于压力驱动的电化学回收技术

《Energy & Fuels》：Unlocking Geological Hydrogen: A Pressure-Driven Electrochemical Recovery

地质氢能储量远超常规天然气，本研究提出基于压力驱动的无外部电源电化学提氢新方法，实验室模拟地质条件（压力差4.1–0.002 bar）下实现N212膜250 mA/cm2和Nafion N117膜130 mA/cm2电流密度，持续运行50小时，为被动供氢技术发展提供新路径。

　　

实现全球净零排放需要可部署的清洁氢源，并越来越重视自然资源。地质氢是一种天然存在于地球地下的清洁能源。据全球估计，储存在地壳中的氢（6.72 × 10¹⁷ MJ）的能量可能超过传统天然气储备（8.4 × 10¹⁵ MJ）的能量。尽管存在地质不确定性，但即使只提取其中的一小部分，也足以满足全球数十年的氢需求。在这里，我们展示了一种无需外部电力输入的压力驱动电化学方法，用于从地下储层中提取氢。该系统利用自然压力差，通过燃料电池和电化学氢泵的原理，在膜两侧产生质子流。在实验室模拟的地质条件下（4.1–0.002巴的压力差），使用N212材料时电流密度约为250 mA/cm²，使用Nafion N117材料时电流密度约为130 mA/cm²，且整个过程无需任何电力输入，可持续运行50小时。这种被动式的、压力驱动的提取平台不仅补充了现有的钻探工作，还为未来的清洁能源系统奠定了更广泛的技术基础，有助于将天然氢作为清洁能源领域的下一个发展方向。