2025年高考美研究人員稱有望用“減壓法”開采可燃冰
來源：網(wǎng)絡(luò)整理 2024-12-12 09:02:43
美研究人員稱有望用“減壓法”開采可燃冰
以現(xiàn)有技術(shù)開采位于大洋底部的可燃冰著實不易，不但出產(chǎn)率不甚理想，而且能耗較大。為了解決這些問題，美國研究人員正在開發(fā)出產(chǎn)率更高、能耗更低的可燃冰減壓開采法。
美國哥倫比亞大學(xué)的研究人員馬爾科·卡斯塔爾迪、廷塞利·埃庫拉爾普等人在新一期美國《工業(yè)化學(xué)與工程化學(xué)研究》雜志上報告說，位于大洋底部的可燃冰是甲烷等天然氣和水在數(shù)十個大氣壓下凝固形成的水合物，其外觀如同與沙子混合的冰雪，這種物質(zhì)有望成為開發(fā)潛力巨大的能源。
研究者指出，雖然用現(xiàn)有技術(shù)將可燃冰從洋底打撈出水是可行的，但這種作業(yè)消耗能源較多，有專家擔(dān)心以這種方式進(jìn)行大規(guī)模商業(yè)開采，所得到的能源可能不抵“整體”打撈所消耗的能源。因此，哥倫比亞大學(xué)的研究者嘗試開發(fā)能耗較少的減壓氣化法來解決上述問題。
卡斯塔爾迪等人模擬可燃冰的形成過程，在一種化學(xué)反應(yīng)器中，讓水、甲烷和沙子在低溫、高壓下凝固成狀如可燃冰的水合物，然后再讓這一化學(xué)過程逆向還原，結(jié)果隨著壓力的逐漸降低，水合物開始吸收熱量并釋放出氣態(tài)甲烷。與此同時，由于水合物周圍的熱量被吸收，化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)的溫度迅速降至０攝氏度以下，因此完全釋放出甲烷的剩余物質(zhì)仍處于冰凍狀態(tài)，便于與甲烷分離。
研究人員還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的溫度在零下１．６至零下１．２攝氏度之間，壓強(qiáng)處于２．０７至２．４８兆帕之間時，水合物釋放出的甲烷可達(dá)到每分鐘１３立方分米的理想峰值。研究者說，工程技術(shù)人員已掌握一種用于開采洋底可燃冰的密封調(diào)壓空心鉆，而他們開發(fā)的上述新方法只需改變水合物所處環(huán)境的壓力，不用同時調(diào)控開采溫度，因此該方法能耗較低，有望用于商業(yè)開發(fā)。
但卡斯塔爾迪也指出，在實驗室中開發(fā)出的這種“減壓法”實際應(yīng)用效果如何，還有待今后的野外試驗加以檢驗。
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