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Evaluación del efecto de la mineralogía y las vías de reacción en la generación de hidrógeno (H2) geológico en rocas ultramáficas y máficas (basálticas)

Autores: Isah, Abubakar; Samouei, Hamidreza; Okoroafor, Esuru Rita

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Evaluación del efecto de la mineralogía y las vías de reacción en la generación de hidrógeno (H2) geológico en rocas ultramáficas y máficas (basálticas)


Categoría

Energía

Subcategoría

Energías renovables

Palabras clave

Mineralogía
Composición elemental
Vías de reacción
Generación de H2
Rocas ultramáficas
Rocas máficas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este estudio evalúa el impacto de la mineralogía, la composición elemental y las vías de reacción en la generación de hidrógeno (H2) en siete rocas ultramáficas y máficas (basálticas). Los experimentos se llevaron a cabo bajo condiciones hidrotermales típicas de baja temperatura (150 grados C) y capturaron etapas tempranas y en evolución de la interacción fluido-roca. Antes y después de las interacciones, se analizó la fase sólida utilizando Difracción de Rayos X (XRD) y Espectroscopia de Fotoelectrones de Rayos X (XPS), mientras que se utilizó Espectrometría de Masas con Plasma Acoplado Inductivamente (ICP-MS) para determinar la composición de los fluidos acuosos. Los resultados muestran que no todas las reacciones geológicas generadoras de H2 que involucran rocas ultramáficas y máficas resultan en la formación de serpentina, brucita o magnetita. Nuestras observaciones sugieren que, si bien la transformación mineral es significativa y puede ser el mecanismo predominante, también hay una contribución de la transferencia de electrones mediada por la superficie y los procesos de ciclo redox. El resultado sugiere una producción continua de H2 más allá de los cambios de fase mineral, indicando vías de reacción activas. En particular, además de los sitios de metales de transición, algunos minerales de rocas ultramáficas pueden promover reacciones redox, facilitando así la producción continua de H2 más allá de su hidratación directa. Las interacciones fluido-roca también regeneran superficies reactivas, como clinochloro, zeolita y augita, permitiendo una producción sostenida de H2, incluso sin la formación de serpentina. La variación en las tasas de reacción depende de la mineralogía y la cinética de reacción en lugar de estar controlada únicamente por los estados de oxidación del Fe. Estos hallazgos sugieren que las rocas ultramáficas y máficas pueden servir como sistemas dinámicos y autosostenibles para generar H2. La posible participación de sitios de metales de transición (por ejemplo, Ni, Mo, Mn, Cr, Cu) dentro de la matriz de la roca puede acelerar la producción de H2, lo que requiere una investigación adicional. Esta perspectiva cambia el enfoque de la formación de serpentina como el principal impulsor de la producción de H2 a un mecanismo más complejo donde las superficies minerales juegan un papel significativo. Comprender estos procesos será valioso para refinar los enfoques experimentales, mejorar los modelos cinéticos de generación de H2 e informar la selección de sitios y el diseño de sistemas de generación de H2 en formaciones ultramáficas y máficas.

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