研究人员揭示了利用笼形水合物进行可持续气体储存和分离的有用策略
笼形水合物是 冰状纳米多孔化合物，其组成s纳米尺寸的水笼。它们存在于永久冻土或海底等地方。此外，它们独特的物理和化学特性使其有利于各种分离过程，例如燃烧前后捕获二氧化碳(CO 2)、储存氢气、运输天然气、废水淡化等。
然而，在实际应用中使用它们仍然是一个重大挑战，因为它们的气体储存能力有限，并且形成速率缓慢，需要高压和低温条件。在韩国光州科学技术学院的 Youngjune Park 教授领导的一项新研究中，一组研究人员全面回顾了最近的研究成果，包括他们自己的研究成果，这些成果解决了与笼形水合物相关的无数挑战。Park 教授表示：“通过探索笼形水合物尚未开发的潜力，我们有效地缓解了这些限制，并通过将氢-天然气混合物引入笼形水合物中，提供了高效的氢 (H 2 ) 存储解决方案。” 他们的研究于 2023 年 11 月 7 日在线发布，并于 2023 年 11 月 21 日发表在《化学研究帐户》 杂志上。
该团队提出了一种宏观和微观方法来弥合它们之间的差距。微观方法包括使用“气相调制器”合成水合物等技术，从而能够同时储存轻质烃和氢气并防止化学废物的产生。还讨论了有助于最大化气体存储容量和促进热力学稳定性的调节效应。从宏观角度来看，该研究包括与多孔物质的界面相互作用以及它们如何加速动力学以增强水合物的形成。此外，还总结了化学添加剂的快速形成。
因此，这项研究有助于通过桥接宏观和微观特性来推进天然气水合物的未开发潜力，并且对其隐藏性质的探索开辟了各种潜在的应用。这些包括使用水合物捕获燃烧前和燃烧后CO 2的有效技术，展示了实用性和经济可行性。随后，这可以减少发电厂的二氧化碳排放，从而从长远来看在缓解气候变化方面发挥作用，并使碳捕获变得更加经济实惠。
这些见解还将有助于提高氢气和天然气的储存和运输能力，这对于涉及使用这些气体的能源应用的行业至关重要。“这项研究对于气体储存和分离行业具有巨大的长期潜力，特别是在实现碳中和方面。我们的研究结果为开发基于笼形水合物的储氢和二氧化碳分离技术提供了重要的见解，这对于未来的低碳社会至关重要，” Park 教授强调道。
其他可持续应用包括气体分离过程以及海水淡化过程，从而为需要大规模加工的工业中的水和其他物质的处理提供了途径。包合物还有助于储存和运输可再生能源过程中产生的气体，例如来自生物质或废物的沼气或合成气。
实际上，这项研究强调了纳米结构与其宏观特征之间的重要联系，强调了理解它们的相互作用对于经济可行性的重要性。这些揭示了天然气水合物隐藏的本质，有助于形成应对挑战的新方法，并为切实的实际应用奠定基础!
版权声明：本文由用户上传，如有侵权请联系删除！