Neem een steen die rijk is aan magnetiet, breng hem in contact met water van 200°C en een druk van meer dan 100 bar, en laat hem daar dan 60 dagen liggen. Uiteindelijk ontstaat er waterstof. Als hetzelfde magnetiet echter tot poeder wordt vermalen, produceert het onder dezelfde omstandigheden ongeveer vijf keer meer. Dit is wat onderzoekers van de Edith Cowan Universiteit in West-Australië hebben waargenomen, terwijl ze werkten aan een mineraal dat praktisch onder de voeten in de Pilbara te vinden is.
De studie gepubliceerd opInternationaal tijdschrift voor waterstofenergie voegt een interessant stuk toe aan het onderzoek naar natuurlijke waterstof, waterstof die zich ondergronds kan vormen door reacties tussen water en ijzerrijke rotsen. Hier is uiteraard de hoeveelheid magnetiet van belang. Maar hoe het gesteente wordt gemaakt, is ook van groot belang: hoeveel oppervlakte het biedt aan water, hoeveel poriën het heeft, hoeveel breuken ervoor zorgen dat vloeistoffen naar binnen glippen waar de reactie kan plaatsvinden.
Hetzelfde magnetiet, vijf keer meer waterstof
Het experiment vergeleek twee versies van hetzelfde materiaal: een plaat van natuurlijk magnetiet en fijngepoederd magnetiet. Beiden bleven twee maanden in water met een pH van 9, bij 200 °C en onder een druk van 103,4 bar, omstandigheden gekozen om een diep hydrothermisch milieu te reproduceren.
Het poeder produceerde 0,052 millimol waterstof per gram gesteente, ongeveer vijf keer de opbrengst van de plaat. De reden is heel fysiek: een steen die in kleine fragmenten is verkleind, stelt een enorme hoeveelheid oppervlakte bloot aan water. In het compacte gesteente moet echter water zijn weg vinden. En om dit te doen zijn precies die onvolkomenheden nodig die we normaal gesproken scheuren, poriën en breuken zouden noemen.
Gedurende de 60 dagen veranderde ook het oppervlak van de plaat. De analyses lieten een transformatie van een deel van het magnetiet in hematiet zien, samen met een grotere ruwheid en microporositeit. De laag hematiet die zich op het oppervlak vormt, kan de reactie vervolgens vertragen, waardoor de plekken die nog beschikbaar zijn bijna worden afgedekt. Poeder heeft een voordeel: het heeft veel meer frisse plekken waar water mee in contact kan komen. Het is een klein verschil om met het oog te zien en behoorlijk significant onder de grond.
Omdat iedereen naar de Pilbara kijkt
De Pilbara, in West-Australië, is beroemd om zijn gigantische gelaagde ijzerformaties, de gestreepte ijzerformaties. Het zijn zeer oude rotsen, zeer rijk aan ijzermineralen en al in het centrum van een van de grootste mijnbouwindustrieën ter wereld.
Binnen deze formaties bevindt zich ook magnetiet. En als heet water en magnetiet kunnen reageren om waterstof te produceren, wordt de ondergrondse Pilbara een natuurlijk laboratorium ter grootte van een regio.
Volgens Stefan Iglauer, van de School of Engineering aan de Edith Cowan Universiteit, laat het werk zien dat de waterstofproductie ook afhangt van het vermogen van water om verse minerale oppervlakken te bereiken via breuken, poriën en doorlaatbare routes. Een geologische formatie die zeer rijk is aan magnetiet maar praktisch ondoordringbaar is, zou daarom minder interessant kunnen zijn dan een gebied waar het gesteente al miljoenen jaren is gebroken en doorstroomd door vloeistoffen.
Dit is waarschijnlijk het nuttigste detail van het onderzoek: in plaats van alleen maar te zoeken naar ‘waar ijzer zit’, kun je de kaart gaan verkleinen door jezelf af te vragen waar water en ijzer elkaar eigenlijk ontmoeten.
Waterstof die zonder elektrolyser wordt gevormd
De waterstof waar we het over hebben wordt natuurlijk of geologisch genoemd omdat het ontstaat door processen die plaatsvinden in gesteenten. Het is anders dan groene waterstof die bovengronds wordt geproduceerd door hernieuwbare elektriciteit door water in een elektrolysator te leiden.
Er zijn verschillende ondergrondse mechanismen die het kunnen vrijgeven. Eén daarvan betreft mineralen die ijzer bevatten: bij bepaalde reacties met water oxideert ijzer en kan een deel van de waterstof in watermoleculen in de vorm van H₂ terechtkomen. Een in 2026 gepubliceerd overzicht plaatst een van de gunstige vensters die zijn waargenomen voor verschillende geologische waterstofopwekkingsprocessen tussen ongeveer 200 en 315 ° C.
Om deze reden is het onderzoek naar natuurlijke waterstof de afgelopen jaren steeds minder gaan lijken op een curiosum voor geologen en steeds meer op een nieuwe campagne voor energieonderzoek.
Bij de Edith Cowan Universiteit ze kijken al naar mogelijke toepassingen. Alireza Keshavarz spreekt over West-Australische formaties als een potentieel enorme hulpbron en Kaveh Moghanirahimi, eerste auteur van de studie, wijst zelfs op een mogelijke toekomstige productie die de energie-autonomie van de regio kan versterken. Dit zijn perspectieven die uit de echte ondergrond zullen moeten komen, die veel minder collaboratief is dan een experimentele kamer, maar ze verklaren goed waarom een handvol magnetiet dat twee maanden in heet water wordt gehouden zoveel aandacht trekt.
Het volgende werk zal daarom veel groter zijn dan de container die in het laboratorium wordt gebruikt: begrijpen waar deze omstandigheden werkelijk bestaan, met welke continuïteit de waterstof wordt geproduceerd en vooral waar het zich weet op te hopen in plaats van zich door de rotsen te verspreiden. Ondertussen biedt de Pilbara een vrij concrete indicatie. Onder die rode aarde kan het verschil iets ogenschijnlijk onbeduidends zijn: een scheur die groot genoeg is om water door te laten.
