천연 가스 (NG)는 가장 깨끗한 연소 화석 연료 및 인위적 CO <서브> 2 를 완화하기위한 중요한 자원으로 인식되었습니다. 탄소로 제한된 세계로의 전환을 가능하게하는 배출. 대규모 NG 스토리지를위한 안전하고 신뢰할 수 있으며 효율적인 기술을 개발해야합니다.
클라스 레이트 수화물을 통한 고형화 된 천연 가스 (SNG) 기술은 압축 천연 가스 (CNG) 또는 흡착 된 천연 가스 (Ang)와 비교하여 온화한 조건 (대기압 및 중간 온도)에서 높은 NG 저장 용량을 제공합니다. 액화 천연 가스 (LNG) 시설은 NG를 운송하는 데 전념하고 있지만 극저온 온도 요구 사항 (-162 ° C)과 지속적인 끓는 문제는 장기 저장 응용에 대한 채택 가능성을 제한합니다. 클라스 레이트 수화물 또는 가스 수화물 적절한 압력 및 온도 조건에서 가스 및 THF 액체) 및 숙주 수 분자. 클라스 레이트는 구조 I (Si, Cubic), 구조 II (SII, 입방) 및 구조 H (SH, 육각형)라는 세 가지 구조 또는 기하학으로 고전적으로 결정화됩니다.
SNG는 비화가없고 환경 적으로 호환되며 경제적입니다. SNG 기술의 주요 관심사는 SI 수화물을 사용하려면 저장 용도 (-20 ° C)가 저장 (-20 ° C)이 필요하며 안정성은이 온도에서의 비정상적인 자체 보존 효과에 따라 다릅니다. 메탄 (SI) 수화물은 대기압에서 -80 ° C의 온도에서 열역학적으로 안정적입니다.
이 문제를 극복하기 위해 Si 수화물에서 멀어지게하는 것이 바람직합니다. 이 방향으로, 혼합 메탄-테트라 하이드로 푸란 (ch 4 -THF) 수화물 (SII)은 혼합 된 ch 4 와 같이 열역학을 매우 온화한 조건으로 전환하겠다는 큰 약속을 제공합니다. -THF 수화물은 순수한 메탄 수화물 (SI)보다 열역학적으로 더 안정적입니다. 그러나, 이들 열역학적 또는 동역학 적으로 제어 된 수화물 구조에 대한 분자 수준의 이해는 개방 문헌에서 애매 모호하다. 따라서, 고압 차동 스캐닝 열량 측정 (HP μ-DSC) 및 현장 내 라만 분광법과 같은 최첨단 분석 기술을 활용하여 일련의 신중하게 계획된 실험 작업을 통해 혼합 된 CH 4 를 조사합니다. -THF 수화물 형성 (5.56 mol% THF, 화학량 론적 양) 계면 활성제의 존재하에 나트륨 도데 실 설페이트 (동 역학적 프로모터로서 SDS).
HP μ-DSC 분석을 통해, 수 -THF 용액에서 SDS의 존재는 Si 수화물 (순수한 메탄 수화물) 결정의 핵 생성 및 성장을 촉진한다는 것을 발견 하였다. 다시 말해, 우리는 순수한 메탄 (si)과 혼합 CH 4 라고 말할 수 있습니다. -THF 수화물 (SII)은 SDS의 존재 하에서 공존한다 (그림 1 참조). 그러나 SDS가없는 경우, Si 수화물 대신 순수한 THF (SII) 및 혼합 CH 4 가 있음을 발견했습니다. - 수화물 (SII)은 수화물 형성 동안 일치한다. 더욱이, 열역학이 Si 수화물의 형성을 제한하는 경우, 수 -THF 시스템에서 SD의 존재는 혼합 CH <서브> 4 의 형성을 향상시킬 수있다. -THF (SII) 메탄 흡수가 현저히 높은 수화물.
우리의 연구 결과는 혼합 CH <서브> 4 를 통해 메탄 저장 용량에서 상당한 향상을 제시합니다. -THF는 (i) THF와 함께 메탄 분자에 의한 큰 케이지의 공유 및 (ii) 혼합 된 CH 4 의 작은 케이지에서 메탄 인클라 트레이션을 개선하기 때문에 SDS의 존재 하에서 수화물을 수화시킨다. -THF 수화물. 요약하면, 본 발명자들은 SI 및 SII 수화물의 작고 큰 케이지에서 메탄 분자의 동역학 적 및 열역학적으로 제어되는 것을 제시한다. 우리의 연구 결과는 혼합 된 ch 4 의 온대 조건에서 대규모 메탄 저장에 대한 효율적인 프로세스 개발을위한 새로운 통찰력을 제공합니다. -THF 수화물 (SII)은 굳은 천연 가스 기술을 통한 (SII)
