Un equipo de investigación de KAIST ha identificado la formación de hidratos de gas natural, el llamado hielo inflamable, formado en los océanos.
El profesor Tae-Hyuk Kwon del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental y su equipo descubrieron que los minerales de arcilla en los depósitos sedimentarios ricos en arcilla oceánica promueven la formación de hidratos de gas y propusieron el principio de la formación de hidratos de gas en las capas sedimentarias arcillosas.
Los hidratos de gas son estructuras cristalinas parecidas al hielo compuestas de moléculas de agua unidas por hidrógeno que encapsulan moléculas de gas. También se conocen como hielo en llamas. Sus depósitos son tan grandes que llaman la atención para obtener energía alternativa.
Convencionalmente, se creía que la formación de hidratos de gas está limitada en depósitos sedimentarios de arcilla; sin embargo, la abundancia inesperada de hidratos de gas natural en depósitos sedimentarios ricos en arcilla oceánica planteó la cuestión de cómo se formaron.
Las superficies de los minerales arcillosos naturales están cargadas negativamente y, por lo tanto, inevitablemente generan interacciones fisicoquímicas entre la arcilla y el agua. Dichas interacciones arcilla-agua tienen un papel crítico en la aparición de hidratos de gas natural en formaciones sedimentarias ricas en arcilla.
Sin embargo, ha habido dificultad experimental para analizar la formación de hidratos debido a los cationes contenidos en las partículas de arcilla, que equilibran las cargas superficiales de la arcilla. Por lo tanto, las partículas de arcilla inevitablemente liberan los cationes cuando se mezclan con agua, lo que complica la interpretación de los resultados experimentales.
Para superar esta limitación, el equipo polarizó las moléculas de agua con un campo eléctrico y monitoreó los tiempos de inducción de las moléculas de agua que forman hidratos de gas.
Descubrieron que los 10 kV / m de campo eléctrico promovían la nucleación de hidratos de gas bajo ciertas condiciones en lugar de ralentizarlo, debido a la ruptura parcial de los grupos de agua unidos por hidrógeno y la baja energía térmica de las moléculas de agua.
El profesor Kwon dijo: "A través de esta investigación, obtuvimos una mejor comprensión del origen de la presencia de hidratos de gas en depósitos sedimentarios ricos en arcilla. En el futuro cercano, pronto podremos producir comercialmente gas metano a partir de depósitos de hidratos de gas natural."
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Materiales proporcionados por El Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea KAIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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