人们常通过压力管道和压力罐运输甲烷和天然气,但明升手机家现在已经找到方法将气体变成粉末状,以方便运输,压力管道和压力罐将有可能因此下岗。该成果发表在《美国明升手机会志》(JACS)上。
英国利物浦大学明升手机家安德鲁·库伯和同事找到了一种方法,能够将甲烷气体圈在一种名叫“干水”的物质中。“干水”是二氧化硅和水的混合物,看起来就像一粒粒漂亮的白色粉末。甲烷同水反应,产生一种水晶状的名为甲烷气化氢氧化物的物质,在这种物质中,单个的甲烷分子犹如“坐”在冰状的布满水分子的盒子里。
这项成果有可能提供存储和运输甲烷的便利方式,用以取代通过管道运输的常规方式。美国科罗拉多州矿业大学天然氢氧化物研究专家登迪·斯隆评价认为这很重要。世界上大约70%的天然气存储在深深的海底,用管道运输很不经济。日本商船三井株式会社计划从海底沉积物中导出甲烷,在船上就地制成天然气氢氧化物,再运输到目的地,同时用存储的气体给船提供动力。
水和甲烷在高压低温下混合时,会产生甲烷气化氢氧化物。以前,曾经有人质疑过使甲烷气化氢氧化物作为“固体甲烷”来存储和运输的可行性。问题是氢氧化物仅仅在低温、高压的情况下形成,并且形成的速度很慢。
库伯的研究团队将水分解成细小的、稳定的小滴,大大增加了其同气体结合的表面积。他们通过将水同特定的疏水性气相法硅相混合,把水转化成了“干水”。
“干水”由细小的硅粒组成,这些硅粒是同沙子一样的基本物质,具有防水性,硅粒子覆盖水滴的表面并且阻止水滴相互融合。
研究人员发现,在冰点下,他们的粉末能够吸收大量的甲烷,产生水晶状甲烷气化氢氧化物,大约6克这样的物质能存储1升的甲烷气体,这个存储能力非常接近美国能源部为这些物质设置的目标。更重要的是,这种粉末由廉价的原材料物质做成,非常经济。
但要使这项技术实现工业化生产仍存在一些困难。首先,氢氧化物必须被冷却到大约零下70摄氏度才能保持稳定,如果该物质受热,已经存贮在内的甲烷又将重新释放。另一个问题是经过几轮气体吸收又释放的循环后,水滴开始融合,同甲烷的反应因此开始放慢。
库伯说,在现有技术条件下,气体存储很难一蹴而就,他们正在寻找使这种技术更经济更实用的办法。(来源:科技日报 刘霞)
(《美国明升手机会志》(JACS),130 (35), 11608–11609,Weixing Wang,Andrew I. Cooper)
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