HidrojenHaber – Yenilenebilir enerji dönüşümünde düşük maliyeti ve sıfır emisyon avantajlarıyla küresel düzeyde büyük ilgi çeken “doğal hidrojen” (beyaz hidrojen) arayışlarında çığır açacak yeni bir bilimsel keşfe imza atıldı. Küresel bilim çevreleri tarafından yayımlanan yeni bir araştırmaya göre, yer altındaki derin jeolojik kayaç katmanlarına karbondioksit (CO₂) enjekte edilmesi, hem doğal hidrojen üretim süreçlerini önemli ölçüde hızlandırıyor hem de sera gazlarının kalıcı olarak kayaç içinde mineralize edilerek depolanmasını (CCS) sağlıyor. Demir açısından zengin ultramafik kayaçlarda gerçekleşen karmaşık jeokimyasal reaksiyonları inceleyen araştırmacılar, CO₂ enjeksiyonunun belirli derinliklerde ve jeolojik koşullarda doğal hidrojen oluşumunu yüzde 31 oranında artırabileceğini deneysel ve simülasyon modelleriyle ortaya koydu.
SIVI VEYA KAYAÇ ETKİLEŞİMİNDE 150 DERECE SINIRI
Araştırma sonuçları, CO₂ enjeksiyonu yoluyla hidrojen üretiminin uyarılmasında sıcaklık ve derinlik parametrelerinin en kritik eşikler olduğunu gösteriyor. Reaksiyonların optimize edildiği ve sıcaklığın yaklaşık 150°C’nin (santigrat derece) altında kaldığı derinliklerde, enjekte edilen karbondioksit, ultramafik kayaçların serpentinizasyon (serpantinleşme) sürecini tetikliyor. Bu süreçte kayaçta bulunan iki değerli demir (Fe²⁺) mineralleri su ve karbondioksit ile reaksiyona girerek oksitleniyor ve kimyasal bir yan ürün olarak yüksek yoğunlukta hidrojen gazı (H₂) açığa çıkarıyor. Bu jeolojik dönüşüm, doğal olarak milyarlarca yılda gerçekleşen serpentinizasyon reaksiyonlarının insan müdahalesiyle laboratuvar ve saha ölçeğinde hızlandırılabileceğini (stimulated hydrogen) kanıtlıyor.
KARBON YAKALAMA VE DOĞAL HİDROJENDE “ÇİFT FAYDA” MODELİ
Geliştirilen bu yenilikçi yöntem, yeşil enerji dönüşümünün en stratejik iki sacayağı olan doğal hidrojen üretimi ile Karbon Yakalama ve Depolama (CCS) teknolojilerini tek bir entegre projede birleştirme potansiyeli taşıyor. Yer altına enjekte edilen sera gazı CO₂, kayaçlardaki kalsiyum ve magnezyum gibi alkali toprak metalleriyle reaksiyona girerek kalıcı karbonat minerallerine (kalsit ve manyezit) dönüşüyor. Böylece atmosferden yakalanan karbon, yer altında binçe yıllar boyunca sızma riski olmadan tamamen güvenli bir şekilde katılaşırken, aynı süreçte ekonomik değeri son derece yüksek olan temiz hidrojen yakıtı üretiliyor. “Turuncu hidrojen” olarak da adlandırılan bu uyarılmış jeolojik hidrojen modeli, temiz enerji sektörüne “çift fayda” sağlayan yepyeni bir iş modelinin kapılarını aralıyor.
GÖZENEK TIKANMASI VE REAKSİYON KİNETİĞİ RİSKLERİ
Ancak araştırma grubu, bu yenilikçi teknolojinin her jeolojik yapıda aynı verimlilikle çalışamayacağına ve operasyonel riskler barındırdığına dikkat çekiyor. CO₂’nin kayaçlarla reaksiyona girmesi sonucu oluşan karbonat mineralleri, zamanla kayaç içindeki gözenekleri ve mikro çatlakları tıkayabiliyor. Gözeneklerin tıkanması, su ve gaz akışının dolaşımını engelleyerek hem karbon depolama kapasitesini düşürüyor hem de hidrojen üretim reaksiyonlarının durmasına yol açıyor. Bu nedenle, projenin uygulanacağı sahaların mikro-tomografi (Micro-CT) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) gibi gelişmiş yöntemlerle analiz edilmesi gerektiği; hidrolik çatlatma ve sıcaklık kontrolü gibi mühendislik müdahaleleriyle kayaç geçirgenliğinin sürekli açık tutulması gerektiği belirtiliyor.
KÜRESEL PAZARDA ENERJİ MALİYETLERİNİ RADİKAL DÜŞÜRECEK
Doğal veya uyarılmış jeolojik hidrojen, kilogram başına 0,5 ila 1 dolar arasında değişen devesel üretim maliyetiyle, kilogramı 4-6 doları bulan yeşil (elektroliz) hidrojene karşı en güçlü alternatif olarak konumlanıyor. Ayrıca, ömür boyu sera gazı ayak izinin kilogram hidrojen başına sadece 0,4 kg CO₂ eş değeri seviyesinde kalması, bu yöntemi fosil yakıt bazlı gri hidrojene kıyasla onlarca kat daha temiz kılıyor. Umman ophiolite blokları, Avustralya, ABD ve Fransa gibi ophiolit ve ultramafik kayaç oluşumlarının yoğun olduğu bölgeler, gelecekte bu teknolojinin ilk ticari pilot uygulama sahaları olmaya aday gösteriliyor. Uzmanlar, yöntemin ticari olarak rüştünü ispatlaması için önümüzdeki yıllarda saha ölçekli derin sondaj ve sürekli enjeksiyon testlerinin gerçekleştirilmesi gerektiğinin altını çiziyor.
