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冰冻甲烷

冰冻甲烷,又称"可燃冰""甲烷水合物",学名叫"天然气水合物"是在一定条件谈危校弱附杂们(合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、pH值等)下由水和天然气组成的类冰的、笼形结晶化合物,遇火即可燃烧。

  • 中文名称 冰冻甲烷
  • 又称 "可燃冰"
  • 性质 笼形结晶化合物
  • 特点 遇火即可燃烧

分子结构

  冰冻甲烷,又称"可燃冰",学名叫"天然气水合物"(Natural Gas Hydrate,简称Gas Hydrate),它的分子式可用M·nH2O垂重现预耐帮曾及还握春来表示,其中M代表水合物中的气体分子,n为水合指数(也就是水分子数)。来自组成天然气的成分如CH4、C2H6、C3H8、C4H10等同系物以及CO2、N2、H2S等可形成单种或多种天然气水合物。但通常氢级事门以基若级那情况下,形成天然气水合物的主要气体为甲烷,对甲烷分子含量超过99%的天然气水合物通常称为非伯看政一领从甲烷水合物(Methane Hydrate)。

形成条件

  一要有数千年前动植物尸骸释放的甲烷气;二要有丰富的水;三要具备低温高压环360百科境。所以它多数蕴藏在地球高凯强准纬度的永久冻土带争千安战求议子解依纪或深海海底。可燃冰可直接点燃,燃烧后几乎不产生任何残渣,污染比煤、石油、天然气都要小得多。1立方米可燃冰可转化为164立方米的天然气和0.8立方米的水。科学家估计,海底可燃冰分布的范围约4000万平方公里,占海洋总面积的10%,海底可燃冰的储量够人类使用1000年, 是一种极具发展潜力的新能源。

发展前来自

国内

  理论上"可燃冰"在我国分布也应十分广泛,我国南海、东360百科海、黄海等近300万平方公里广大海域以及青藏高原的冻土层,都有可能存在。曾相继有报道称,我国南海、东海等海域发现大量"可燃冰"资源,初步估算其资源量相当于我国陆地石油天然气资源的一半。

  但是,人类要开采埋藏于并玉报道装深海的可燃冰,尚面临着许多新问题。有学者认为,在导致全球气候变暖方面,甲烷所起的作用比二氧化碳要大10-20倍。而可燃冰矿藏哪怕受到最小的破坏,都足以导致甲烷气体的大量泄漏。另进企续外,陆缘海边的可燃冰开采起来十分困难,一旦出了井喷事故,就会造成海啸、海底滑坡、海水毒化等灾害。

  据美国科学日报报道,在未来,从海底或北极永冻层以下采集的冰状天然气可作为一种清洁、环保燃料,用于汽车燃料、家庭取暖等用途。美国政府研究人员将它们称为"气体水合物",在适当的状态下这种冷冻形式怀亮万建伯的天然气能够燃烧产生火焰。

国外

  科学家称,气体水合物可以代替供不应求的传统燃料,并且它们并不像传统燃料那样释放出大量的二氧化碳,加剧全球气候变暖。美国地质勘测局(USGS)地质研究学家蒂姆-科莱特(Tim Collett)博士是该研究报告的合著作者之一,他说:"气体水合物是人类未来采用清洁燃料能量的一座桥女基花死点防极梁,未来人类将更多地采用清洁环保能源,除冰状天然气之外,还将采用氢能源和太阳能等。"他和研究同事们补充称,气体水合物是一种可以燃烧的冰,它具有特殊的用途,有助于减缓全球气候变暖,它比其他燃料释放更少的二氧化碳气体。

  2008年11月,包括科莱特在内的一支美国地质勘测局研究小组宣称,最新研究朝向未来新型环保燃料语广概轮块迈进了一大步。在这项具有里程碑的研究中,地质勘测局科学外文以日家评估阿拉斯加州北坡地区蕴藏的气体水合物中可潜在提取85.4万亿立方英尺的天界京广氢云方然气,这足够1亿家庭至少使用10年时间。

  科莱特说识复攻案采玉封谈提吗识:"明确地讲这是一种非常宝践红究答四力民挥简到贵的资源,但是目前我们仍不清楚多少体积的气体水合物可应用于实际的生产规模,这一气体体积主要取决于以有效和低成本形式如何富食管社样哪众从气体水合物中提取有用甲烷气体。"全球范围内许多科学家都在研究气体水合物,他们试图理解这种奇特的物质结构,以及如何将它用于代替煤、石油、天然气等传统燃料。

  虽然几十年前科学家就已知道气体水合物,但直到他们才开始试着将它诗族封作为一种另类环保能源。它也叫做"包合物"(clathrates),它是甲烷气体从有机物中分解出来,在低温和高压环境下与水接触后形成的。寒冷高压状态通常存在于海底或陆地某些地下环境中,比如:深海底和北极的永久冻土层。现今研究人员已发现世界各地蕴藏着大量的气体水合物,其中包括:美国、印度和日本。理决裂定信复构除阿拉斯加州之外,美国境内的墨西哥海湾海底和其东海岸都蕴藏着该能青体资章另医校演源。气体水合物研溶阶厚安究现已在全球广泛开展,印度和日本在全球范围素红丰侵众月太部内投入大量资金进行气体水合物研究。

  该研究报告合著作者之一的雷-鲍斯威尔(Ray Boswell)博士说:"一旦我们知道如何更好地发现具有前景的气体水合物沉积层,我们将需要知道如何以安全、经济可行的方法生产该能源。"他强调称,对气体水合物的化学性质深入分析将能更好地理解它的生产制造方法。

  鲍斯威尔称,一种较有前景的技术是采用简单的对沉积层减压从而提取气体化合物,另一种方法在包合物结构中用二氧化碳气体置换甲烷气体。依据以上理论,使用传统的石油和气体钻探方法即能采集到该能源。

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