超火山岩中氢气生成的初步探索：基于微CT和SEM-BEX
其他凝聚态物理
2025-12-23 v2
摘要
天然氢气由超火山岩中水-岩相互作用生成，日益被认识为可能是重要的初级能源资源，但控制其初始和早期自由气相传输的孔隙尺度过程仍不清楚。本文报道了在X射线微型断层扫描仪中进行的原位实验，其中来自印尼西巴达的赫氏石（dunnite）颗粒包堆，用含KI盐水浸润并加热至100摄氏度，孔压为4巴，围压为10巴。时间分辨4D成像捕捉了从完全液体浸润的孔隙空间向明显气相出现的过渡，经过8小时的诱导期后，气泡首先在样本顶部萌发，然后在整个成像体积中作为连通的 ganglia 形式分布。萌发气相很可能主要由由低温流体-岩反应产生的分子氢气主导，由独立的氢探测器指示，尽管我们尚不能完全排除其他气体的小贡献。SEM-BEX成像揭示了结构改变和 reacted 与未反应材料之间的元素信号的局部变化。综合这些观察，为低温超火山岩颗粒的化学改造中发生气体生成提供了空间和时间分辨的证据，并表明孔隙尺度成像可直接将水-岩反应动力学、气体生成和多相流行为在天然氢系统中直接关联。
引用
@article{arxiv.2512.09466,
title = {A First Look at Hydrogen Generation in an Ultramafic Rock with Micro-CT and SEM-BEX},
author = {Hannah P. Menke and Zaid Z. Jangda and Max Webb and Jim Buckman and Amy Gough},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.09466},
year = {2025}
}
备注
20 pages, 6 figures, 2 tables