Penemuan reservoir hidrogen di dalam kerak bumi dapat memberikan dorongan signifikan bagi transisi global dari penggunaan bahan bakar fosil menuju sumber energi yang lebih bersih. Terobosan terbaru menunjukkan bahwa reservoir hidrogen terpendam di banyak wilayah di dunia, termasuk di setidaknya 30 negara bagian di Amerika Serikat.

Meski potensi ini ada, para ahli geologi selama ini hanya memiliki pemahaman yang terbatas mengenai bagaimana akumulasi hidrogen besar terbentuk dan di mana mereka dapat ditemukan. Dalam sebuah wawancara dengan Live Science, Chris Ballentine, seorang profesor dan ketua geokimia di Universitas Oxford serta penulis utama artikel tinjauan baru tentang produksi hidrogen di kerak bumi, menyatakan, "Permainan saat ini adalah menemukan di mana hidrogen telah dilepaskan, terakumulasi, dan terjaga."

Artikel baru Ballentine mulai menjawab pertanyaan-pertanyaan ini. Menurut para penulis, kerak bumi telah menghasilkan cukup hidrogen selama 1 miliar tahun terakhir untuk memenuhi kebutuhan energi saat ini selama 170.000 tahun. Namun, yang masih belum jelas adalah seberapa banyak hidrogen tersebut dapat diakses dan diekstraksi secara menguntungkan.

Dalam tinjauan baru yang diterbitkan pada Selasa (13 Mei) di jurnal Nature Reviews Earth and Environment, para peneliti menyusun daftar "bahan" dari kondisi geologis yang merangsang penciptaan dan pengumpulan gas hidrogen alami di bawah tanah, yang seharusnya mempermudah pencarian reservoir.

Ballentine menegaskan bahwa kondisi spesifik untuk akumulasi dan produksi gas hidrogen sedang diperhatikan dengan cermat oleh sejumlah perusahaan eksplorasi, seperti Koloma – yang didanai oleh konsorsium yang dipimpin oleh Bill Gates melalui Breakthrough Energy Fund, Hy-Terra yang didanai oleh Fortescue, dan Snowfox yang didanai oleh BP (British Petroleum) dan RioTinto. Setiap perusahaan juga harus mempertimbangkan berbagai lingkungan geologis yang unik.

Reservoir hidrogen alami memerlukan tiga elemen kunci untuk terbentuk: sumber hidrogen, batu reservoir, dan segel alami yang menjebak gas di bawah tanah. Ada selusin proses alami yang dapat menciptakan hidrogen, yang paling sederhana adalah reaksi kimia yang memecah air menjadi hidrogen dan oksigen — dan setiap jenis batu yang mendukung setidaknya satu dari proses ini adalah sumber hidrogen potensial, ungkap Ballentine.

Salah satu lokasi yang menarik banyak perhatian adalah Kansas, di mana fitur yang dikenal sebagai mid continental rift, terbentuk sekitar 1 miliar tahun yang lalu, menciptakan akumulasi besar batuan (terutama basalt) yang dapat bereaksi dengan air untuk membentuk hidrogen. "Pencarian di sini sedang berlangsung untuk menemukan struktur geologis yang mungkin telah menjebak dan mengumpulkan hidrogen yang dihasilkan," jelasnya.

Berdasarkan pengetahuan tentang bagaimana gas lain dilepaskan dari batuan di bawah tanah, para penulis tinjauan menyarankan bahwa stres tektonik dan aliran panas yang tinggi dapat melepaskan hidrogen jauh di dalam kerak bumi. "Ini membantu membawa hidrogen ke permukaan yang lebih dekat di mana ia bisa terakumulasi dan membentuk sumber daya komersial," tambah Ballentine.

Dalam kerak bumi, beragam konteks geologis yang umum dapat menjadi menjanjikan bagi perusahaan eksplorasi, temuan tinjauan menunjukkan, mulai dari kompleks opiolitis hingga provinsi igneus besar dan sabuk hijau Archaean.

Salah satu contoh adalah lanskap opiolitis di provinsi Sondrio, Italia. Batu-batu di sana kaya akan besi, yang memberikan warna merah kecoklatan. Pada tahun 2024, para peneliti menemukan reservoir hidrogen besar dalam kompleks opiolitis di Albania. Batu igneus adalah batuan yang mengeras dari magma atau lava, sementara sabuk hijau Archaean adalah formasi yang berusia hingga 4 miliar tahun dan ditandai dengan mineral hijau seperti klorit dan aktinolit.

Kondisi yang dibahas dalam tinjauan ini adalah "prinsip pertama" untuk eksplorasi hidrogen, menurut Jon Gluyas, profesor geoenergi serta pemantauan dan penyimpanan karbon di Universitas Durham di Inggris. Penelitian ini merinci bahan kunci yang harus dipertimbangkan perusahaan saat mengembangkan strategi eksplorasi mereka, termasuk proses di mana hidrogen mungkin bermigrasi atau dihancurkan di bawah tanah.

“Kami tahu, misalnya, bahwa mikroba bawah tanah dengan mudah mengkonsumsi hidrogen,” kata Barbara Sherwood Lollar, salah satu penulis karya ini dan profesor ilmu bumi di Universitas Toronto. Dia menambahkan bahwa lingkungan di mana bakteri mungkin bersentuhan dengan batuan penghasil hidrogen tidaklah ideal untuk pencarian reservoir.

Hidrogen digunakan untuk membuat bahan kimia industri utama seperti metanol dan amonia, yang merupakan komponen di sebagian besar pupuk. Gas ini juga dapat membantu transisi dari bahan bakar fosil, karena hidrogen dapat digunakan untuk menggerakkan mobil dan pembangkit listrik.

Namun, saat ini hidrogen diproduksi dari hidrokarbon, yang berarti bahwa pembuatan gas ini disertai dengan emisi karbon yang besar. Hidrogen "bersih" dari reservoir bawah tanah memiliki jejak karbon yang jauh lebih kecil, karena gas ini terjadi secara alami.

Kerak bumi memproduksi "banyak hidrogen," kata Ballentine, dan sekarang pertanyaannya adalah mengikuti daftar bahan untuk menemukannya.