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重磅!中国石油大学北京分校孙长宇与刘蓓等学者在Nature Communications上发表高水平研究成果

论论资讯 | 2023-12-07 6热度

Nature Communications

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Enhanced formation of methane hydrate from active ice with high gas uptake

Xiao Peng; Li Juan-Juan; Chen Wan; Pang Wei-Xin; Peng Xiao-Wan; Xie Yan; Wang Xiao-Hui; Deng Chun; Sun Chang-Yu; Liu Bei; Zhu Yu-Jie; Peng Yun-Lei; Linga Praveen; Chen Guang-Jin

Published:2023-12-06
DOI:10.1038/s41467-023-43487-6

研究背景

天然气是一种重要的能源资源,但是它在运输和存储过程中存在着一定的问题。为了解决这些问题,科学家们开始研究气体水合物这一新型的气体储存和分离技术。然而,气体水合物的形成速率较慢一直以来都是制约其商业应用的主要问题。

研究内容

近日,一项发表在《自然通讯》杂志上的研究表明,利用一种名为“活性冰”的多孔冰体可以显著加速气体水合物的形成速率,并且产生的热量很小。这种“活性冰”可以通过在水中添加极低浓度(0.06 wt%或600 ppm)的表面活性剂十二烷基硫酸钠,然后在冰点以下解离形成。研究人员证明,这种“活性冰”可以快速存储气体,并且具有高达185 VgVw-1的储气能力,释放的热量约为18 kJ mol-1 CH4。此外,这种“活性冰”可以通过降压至冰点以下进行再生。研究人员发现,“活性冰”在气体吸收/释放过程中经历循环的冰-水合物-冰相变,因此消除了水合物技术的大部分关键缺点。

研究意义

这项研究提供了一种绿色、经济的气体储存和分离方法,并为水合物技术的工业应用铺平了道路。此外,这项研究还创新性地提出了一种新型的“活性冰”材料,为气体水合物技术的发展提供了新的思路和方法。

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