De zoektocht naar de geheimen van gouden waterstof

Dit verhaal is origineel verscheen op BEDRAAD Italië en het werd vertaald uit het Italiaans.

In de zoektocht om de wereld koolstofvrij te maken wint één element veel populariteit: waterstof. “Als je het verbrandt, produceert het alleen water, zonder enige impact op het milieu”, legt Alberto Vitale Brovarone uit, professor aan de afdeling Biologische, Geologische en Milieuwetenschappen aan de Universiteit van Bologna in Italië. Voorstanders van waterstof geloven dat het de oplossing kan zijn voor het schoonmaken van alles, van transport tot landbouw tot zware industrie.

Maar de groene eigenschappen kloppen alleen als je het kunt produceren zonder CO2-uitstoot. En dat is de reden waarom sommigen erg enthousiast zijn over geologische of ‘gouden’ waterstof, de naam die aan het element wordt gegeven wanneer het zich op natuurlijke wijze ondergronds vormt. Dit kan gebeuren als gevolg van een chemische reactie tussen water en ijzerrijk gesteente, of door radiolyse, de splitsing van watermoleculen door straling in waterstof en zuurstof.

“Vergeleken met andere soorten waterstof kost de productie ervan geen energie”, zegt Vitale Brovarone. Hij voorspelt daarom dat er een waterstofgoudkoorts aan de horizon is. Het probleem is dat we heel weinig weten over het element wanneer het zich op natuurlijke wijze ondergronds vormt, dus de onderzoekswereld is in een race tegen de klok om meer te weten te komen voordat er overhaaste en blinde massale mijnbouw begint. “Vanuit het oogpunt van de sector moet dit gewoon worden teruggetrokken”, zegt Vitale Brovarone. “In plaats daarvan moet men eerst begrijpen hoe eenvoudig het gedaan kan worden en met welke gevolgen.”

Vitale Brovarone en zijn collega’s geloofden dat Groenland zou kunnen helpen deze vragen te beantwoorden, dus organiseerden ze een speciale missie naar het Noordpoolgebied op zoek naar meer informatie, als onderdeel van een vijf jaar durende missie. ERC CoG DeepSeep een programma gefinancierd door de Europese Unie.

Naast Vitale Brovarone waren er vier wetenschappers van de Universiteit van Bologna, één van het Instituut voor Geowetenschappen en Georesources van het Italiaanse Nationale Onderzoekscentrum en één van de Universiteit van Kopenhagen. Ze brachten tien dagen door in dit land met bijna twee miljard jaar oude rotsen, nadat ze zes maanden lang hun missie hadden voorbereid met behulp van kaarten en satellietgegevens. Ondanks hun zorgvuldige planning moesten ze zich kunnen aanpassen. Vanwege “onvoorziene ijsbergen” moesten de onderzoekers van gebied veranderen, en op een gegeven moment dwong een beer die in hun omgeving werd gesignaleerd hen om onderdak te zoeken in de school. Maar uiteindelijk was de reis de moeite waard: het leverde hen monsters op die rijk waren aan H2 studeren.

Over de hele wereld duikt gouden waterstof op waar we het het minst verwachten, wat vragen oproept over de dynamiek waarmee het element zich ophoopt in reservoirs en de rol die het speelt in ondergrondse ecosystemen. Er zijn al enkele zorgen: als waterstof reageert met geologische substraten of wordt verwerkt door bepaalde micro-organismen, kan geologische waterstof methaan of waterstofsulfide produceren. Vitale Brovarone gebruikt deze twee voorbeelden om uit te leggen waarom het risico bestaat dat een duik in de goud-waterstofwinning nieuwe problemen creëert in plaats van bestaande problemen op te lossen, en waarom er meer informatie nodig is.

Omdat we niet volledig weten wat de aanwezigheid van H2 gesteenten miljoenen of miljarden jaren meegaan, is het beter om te wachten voordat je ze uit elkaar haalt door er een element uit te halen, zegt Vitale Brovarone. Hetzelfde geldt voor de opslag van kunstmatig geproduceerde waterstof in ondergrondse reserves, zegt hij. Het idee dat dit mogelijk is, heeft de industrie al enthousiast gemaakt en hen ertoe aangezet een tijdsbestek te hanteren dat onverenigbaar is met wat de onderzoekswereld nodig heeft om te begrijpen hoe het gas zich gedraagt.

“We reizen op verschillende lijnen en in verschillende snelheden”, zegt hij. “We moeten begrijpen hoe waterstof zich in de natuur gedraagt, omdat veel dynamieken pas na jaren ontstaan. De industrie wil snelle en beslissende antwoorden; de wetenschap heeft tijd nodig, maar ook middelen, die voor waterstof nog schaars zijn.” In tegenstelling tot Frankrijk, Australië en de Verenigde Staten, die gouden waterstof willen oogsten, heeft Italië nog niet geïnvesteerd in de inzameling ervan, maar geeft het er de voorkeur aan te wedden op de productie van waterstof. Maar mede dankzij een expeditie aan de Universiteit van Bologna wordt Italië een van de weinige landen ter wereld die er meer over wil weten.