新能源“可燃冰”(天然氣水合物)
於
2010/10/15 20:18:53
發文
於
2010/10/15 20:39:22
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天然氣水合物中,水分子(主體分子)形成一種空間點陣架構,氣體分子(客體分子)則充填于點陣間的空穴中,氣體和水之間沒有化學計量關係。形成點陣的水分子之間靠較強的氫健結合,而氣體分子和水分子之間的作用力為范德華力。
到目前為止,已經發現的天然氣水合物架構有3種,即架構I型、架構II型和架構H型。
架構I型氣水合物為立方晶體架構,其在自然界分布最為廣泛,僅能容納甲烷(C1)、乙烷這兩種小分子的烴以及N2,CO2,H2S等非烴分子,這種水合物中甲烷普遍存在的形式是構成CH4‧5.75H2O的幾何格架;
結構Ⅱ型氣水合物為菱型晶體結構,除包容C1,C2等小分子外,較大的“籠子”(水合物晶體中水分子間的空穴)還可容納丙烷(C3)及異丁烷(i-C4)等烴類;
結構H型氣水合物為六方晶體結構,更大的“籠子”甚至可以容納直徑超過異丁烷(i-C4)的分子,如i-C5和其他直徑在7.5~8.6埃之間的分子。
架構H型氣水合物早期僅存在于實驗室,1993年才在墨西哥灣大陸斜坡發現其天然產物。Ⅱ型和H型水合物比I型水合物更穩定。除墨西哥外,在格林大峽谷地區也發現了Ⅰ、Ⅱ、H型三種氣水合物共存的現象。
到目前為止,已經發現的天然氣水合物架構有3種,即架構I型、架構II型和架構H型。
架構I型氣水合物為立方晶體架構,其在自然界分布最為廣泛,僅能容納甲烷(C1)、乙烷這兩種小分子的烴以及N2,CO2,H2S等非烴分子,這種水合物中甲烷普遍存在的形式是構成CH4‧5.75H2O的幾何格架;
結構Ⅱ型氣水合物為菱型晶體結構,除包容C1,C2等小分子外,較大的“籠子”(水合物晶體中水分子間的空穴)還可容納丙烷(C3)及異丁烷(i-C4)等烴類;
結構H型氣水合物為六方晶體結構,更大的“籠子”甚至可以容納直徑超過異丁烷(i-C4)的分子,如i-C5和其他直徑在7.5~8.6埃之間的分子。
架構H型氣水合物早期僅存在于實驗室,1993年才在墨西哥灣大陸斜坡發現其天然產物。Ⅱ型和H型水合物比I型水合物更穩定。除墨西哥外,在格林大峽谷地區也發現了Ⅰ、Ⅱ、H型三種氣水合物共存的現象。
於
2010/10/15 20:40:02
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在高壓下,甲烷氣水包合物在18°C 的溫度下仍能維持穩定。一般的甲烷氣水化合物組成為1莫爾的甲烷及每5.75 莫爾的水,然而這個比例取決於多少的甲烷分子「嵌入」水晶格各種不同的包覆結構中。密度大約在0.9g/cm³。一公升的甲烷氣水包合物固體,包含168公升的甲烷氣體(在標準溫度/壓力(STP)下)。
甲烷形成一種結構一型水合物,其每單位晶胞內有兩個十二面體(20個端點因此有20個水分子)和六個四面體(tetrakaidecahedral)(24 個水分子)的水籠結構。其水合值(hydratation value)20 可由 MAS NMR 來求得。 甲烷氣水包合物頻譜於275K和3.1MPa下記錄,顯示出每個籠形都反映出峰值,且氣態的甲烷也有個別的峰值。
甲烷形成一種結構一型水合物,其每單位晶胞內有兩個十二面體(20個端點因此有20個水分子)和六個四面體(tetrakaidecahedral)(24 個水分子)的水籠結構。其水合值(hydratation value)20 可由 MAS NMR 來求得。 甲烷氣水包合物頻譜於275K和3.1MPa下記錄,顯示出每個籠形都反映出峰值,且氣態的甲烷也有個別的峰值。
圖01.從海底開採出來的甲烷水合物(冰晶甲烷)。
圖02.燃燒中的甲烷水合物-點選放大。
圖03.不同分子結構的甲烷水合物-點選放大。
圖0 4.甲烷水合物圖示-點選放大。【圖0 4甲烷水合物圖示的文件說明】
於
2010/10/16 08:45:49
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哪裡買得到?😞
現在的運輸工具哪種可以使用??😞
現在的運輸工具哪種可以使用??😞
台灣是世界最好開採可燃冰的
不過 台灣不太重視 礦業 煤礦金礦都封存了
不過 台灣不太重視 礦業 煤礦金礦都封存了
天然氣水合物是在一定條件(合適的溫度、壓力、氣體飽和度、水的鹽度、pH值等)下,由氣體或揮發性液體與水相互作用過程中形成的白色固態結晶物質,外觀像冰。
天然氣水合物中通常含有大量甲烷或其它碳氫氣體,因此極易燃燒,被稱為“可燃燒的冰”,燃燒產生的能量比同等條件下煤、石油、天然氣產生的多得多,而且在燃燒以後幾乎不產生任何殘渣或廢棄物,污染比煤、石油、天然氣等要小得多。
組成天然氣的成分如CH4,C2H6,C3H8,C4H10等同系物以及CO2,N2,H2S等可形成單種或多種天然氣水合物。形成天然氣水合物的主要氣體為甲烷,對甲烷分子含量超過99%的天然氣水合物通常稱為甲烷水合物(Methane Hydrate)。