甲烷氣水包合物
圖片參考:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/03/Burning_hydrate_inlay_US_Office_Naval_Research.jpg
"可燃冰"。甲烷因加熱釋放而燃燒,水分溢出(美國地質調查所)。
嵌入圖:包合物結構 (Uni. Gttingen, GZG. Abt. Kristallographie).
來源:美國地質調查所
甲烷氣水包合物(Methane clathrate),也稱作甲烷水合物、甲烷冰或可燃冰,為固態形式的水於晶格(水合物)中包含大量的甲烷。最初人們認為只有在太陽系外圍那些低溫、常出現冰的區域才可能出現,但後來發現在地球上許多海洋洋底的沉積物底下也含有大批的蘊藏量。
甲烷氣水包合物在海洋淺水生態圈中是常見的成分,他們通常出現在深層的沉澱物結構中,或是在海床處露出。甲烷氣水包合物據推測是因地理斷層深處的氣體遷移,以及沉澱、結晶等作用,於上昇的氣體流與海洋深處的冷水接觸所形成。
在高壓下,甲烷氣水包合物在 18 C 的溫度下仍能維持穩定。一般的甲烷氣水化合物組成為 1 莫爾的甲烷及每 5.75 莫爾的水,然而這個比例取決於多少的甲烷分子「嵌入」水晶格各種不同的包覆結構中。據觀測的密度大約在 0.9 g/cm。一公升的甲烷氣水包合物固體,平均來講,包含 168 公升的甲烷氣體(在標準溫度/壓力(STP)下)。
甲烷形成一種結構一型水合物,其每單位晶胞內有兩個十二面體(20 個端點因此有 20 個水分子)和六個四面體(tetrakaidecahedral)(24 個水分子)的水籠結構。其水合值(hydratation value)20 可由 MAS NMR 來求得。[1] 甲烷氣水包合物頻譜於 275 K 和 3.1 MPa 下記錄,顯示出每個籠形都反映出峰值,且氣態的甲烷也有個別的峰值。
天然氣水合物 (NGH) 與 液化天然氣 (LNG) 的運送方法
由於甲烷包合物比液化天然氣還能夠在較高的溫度下(−20 vs −162 C)保持穩定,因此有些人想到,也許藉由航運船隻(專門運送的液態瓦斯運輸船)運送時,可以將天然氣轉換成包合物態而不是液態。而且依此方式,由天然氣製造天然氣水合物並不用像製造液態天然氣那樣需要在末端建置大型工廠。
Future energy development(英文條目:未來能源發展)
Gas hydrate, a more general category, and associated problems and remedies in pipeline transport.(英文條目:氣體水合物,更普遍的分類,以及管線運輸時相關的問題和補償措施)
2008-02-29 18:43:23 補充:
2006 年八月,中國大陸宣佈計劃,耗資 8000 萬元(1000 萬美元)在未來的十年內研究天然氣水化合物。