Tambang Emas Hidrogen? Menurut Para Ilmuwan, Keretakan Berusia Miliaran Tahun Ini Dapat Memberi Kita Pasokan Hidrogen Alami yang Hampir Tak Ada Habisnya
Para peneliti di Nebraska sedang mengeksplorasi potensi Midcontinent Rift untuk menghasilkan hidrogen terbarukan dan bebas karbon, yang mungkin memenuhi kebutuhan energi selama berabad-abad.
Sekitar 1,1 miliar tahun yang lalu, benua Amerika Utara hampir terbelah menjadi dua, meninggalkan hamparan batuan vulkanik sepanjang 1.200 mil yang disebut Midcontinent Rift. Fitur geologis ini berpotensi menghasilkan hidrogen alami dalam jumlah besar, yang dapat menyediakan pasokan energi bersih dalam jumlah besar.
Peneliti Universitas Nebraska–Lincoln sedang mempelajari keretakan tersebut – yang membentang dari bawah Danau Superior melalui beberapa bagian Minnesota, Michigan, Wisconsin, Iowa, Nebraska, dan Kansas – untuk menentukan cara terbaik untuk mengakses hidrogen tersebut.
Hidrogen berpotensi menjadi pemain kunci dalam upaya mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil. Ia tidak menghasilkan emisi karbon dan, tidak seperti minyak dan gas yang membutuhkan waktu jutaan tahun untuk terbentuk dari endapan organik, ia terus diperbarui di bawah tanah ketika air berinteraksi dengan batuan vulkanik.
Namun ada banyak hal yang perlu dipelajari.
“Pemahaman kita tentang proses yang mengatur produksi, migrasi, dan akumulasi hidrogen alami yang mengelak di bawah permukaan benua masih dalam tahap awal,” kata Seunghee Kim, Profesor Teknik Sipil Charles J. Vranek dan salah satu peneliti utama proyek tersebut.
Menguji Kelangsungan Rift
Untuk menguji kelayakan produksi hidrogen di celah tersebut, sebuah sumur uji dibor di Nebraska lima tahun lalu. Sejauh ini, datanya menjanjikan. Para ilmuwan percaya bahwa kondisi geomekanik dan biogeokimia di celah tersebut mungkin membatasi hilangnya dan konsumsi hidrogen yang dihasilkan secara alami, yang dapat menyebabkan hidrogen terperangkap “pada skala ekonomis di bawah permukaan benua tengah.”
Celah Benua Tengah diperkirakan berada 3.000 hingga 5.000 kaki di bawah tanah.
“Ini mungkin cukup dalam untuk disimpan, tetapi cukup dangkal sehingga kita dapat mengaksesnya,” kata Karrie Weber, profesor ilmu bumi dan atmosfer serta ilmu biologi dan penyelidik proyek lainnya. “Geologi mendukung kita.” Survei Geologi AS memperkirakan antara puluhan juta hingga puluhan miliar megaton hidrogen berada di kerak bumi. Namun sebagian besar dari sumber daya tersebut tidak dapat diakses oleh manusia karena letaknya yang terlalu dalam atau terlalu jauh di lepas pantai, atau jumlahnya terlalu kecil untuk dieksploitasi. Itulah yang menjadikan situs seperti Midcontinent Rift begitu penting. Keretakan bawah permukaan lainnya di dunia – yang terletak di Perancis, Jerman, Rusia, dan benua Afrika – juga dapat menghasilkan hidrogen, kata Kim.
Implikasi Global terhadap Energi Hidrogen
Survei Geologi AS memperkirakan mungkin terdapat cukup hidrogen alami yang dapat diakses di bawah permukaan bumi untuk memenuhi kebutuhan energi global selama ribuan tahun.
Kim mengatakan tim Nebraska akan mengeksplorasi beberapa pertanyaan seputar aliran dan rembesan hidrogen dari bawah permukaan ke permukaan; kelayakan penyimpanan hidrogen secara alami atau dalam sistem penyimpanan rekayasa; bagaimana hidrogen bereaksi dengan cairan dan mineral batuan yang ada di bawah permukaan; dan seberapa cepat dan berapa banyak hidrogen yang dapat dikonsumsi oleh mikroorganisme.
Kim mendekati pertanyaan-pertanyaan ini dari sudut pandang teknik sipil, sementara Weber dan rekan peneliti utama lainnya, Hyun-Seob Song, mengeksplorasi implikasi biogeokimia dan mikrobiologi.
“Sejauh ini hal ini belum dipelajari dengan baik,” kata Song, profesor teknik sistem biologi serta ilmu dan teknologi pangan. “Kami bertujuan untuk memprediksi perilaku mikrobioma di tingkat bawah permukaan ini.”
Song akan mengembangkan alat pemodelan komputasi untuk mengintegrasikan dan menilai data yang disediakan Weber.
Proyek ini didanai oleh hibah lima tahun senilai $1 juta dari inisiatif Research Advanced by Interdisciplinary Science and Engineering (RAISE) National Science Foundation. Ini adalah salah satu dari 19 proyek yang didanai tahun ini.
Penelitian ini didasarkan pada penelitian sebelumnya yang didanai oleh Pusat Penelitian Ilmu Energi Nebraska.
Weber mengatakan peran universitas dalam penelitian ini adalah contoh lain dari potensi kepemimpinan negara dalam apa yang disebut “ekonomi hidrogen,” yang mengacu pada peran hidrogen dalam mengurangi emisi gas rumah kaca dan berfungsi sebagai sumber energi ramah lingkungan.
