Optimisation des mélanges gazeux pour le stockage de l’hydrogène dans les hydrates de clathrate


Le mélange parfait: Optimiser les mélanges de gaz pour le stockage de l'hydrogène dans les hydrates de clathrate

Les scientifiques trouvent un mélange optimal d’hydrogène et de gaz naturel piéger plus efficacement l’hydrogène dans molécules en forme de cage. Crédit d’: GIST

Dans notre quête constante pour nous transformer en une société plus verte, l’hydrogène (H.2) est considéré comme le carburant propre de demain. Parce que H.2 peut être fabriqué à partir d’eau (H.2O) sans produire d’émissions de carbone, évolution de H.2-les technologies compatibles ont la priorité la plus élevée. Cependant, la route est cahoteuse et de nombreuses restrictions techniques doivent être abordées.

« L’hydrogène est la plus petite molécule dans la nature, et trouver des moyens possibles de le stocker est essentiel pour réaliser une économie de l’hydrogène », a déclaré le professeur associé Youngjune Park du Gwangju Institute of Science and Technology (GIST) en Corée. Contrairement aux hydrocarbures, H.2 doit être stocké à très haute pression (> 100 atmosphères) ou à basse température (20 ° C). Ceci, bien sûr, présente un énorme obstacle économique pour H.2 Entrepôt. Mais que se passerait-il si nous pouvions attraper H?2 dans des cristaux semblables à de la glace pour rendre le stockage et le transport moins exigeants?

Ces cages moléculaires existent naturellement et sont appelées «hydrates de ». Ce sont des composés solides à base d’eau avec des cavités pouvant contenir diverses molécules. Dr. Park at GIST a étudié l’utilisation d’hydrates de clathrate comme vaisseaux pour H.2 Entrepôt. L’inclusion de H.2 est encore un processus lent qui nécessite également des conditions de température et de pression extrêmes.

Dans une étude récemment publiée dans le volume 141, la version imprimée de Cotes d’énergie renouvelable et durableDr. Park a étudié une solution possible à ce problème. Au lieu d’essayer de fabriquer des hydrates de clathrate à partir de H pur2Des chercheurs précédents ont suggéré de le mélanger avec du gaz naturel, qui a été démontré expérimentalement pour favoriser le confinement dans des conditions plus douces. Pour améliorer cette stratégie, l’équipe de scientifiques du GIST a recherché le meilleur mélange hydrogène-gaz naturel (HNGB) pour la formation économe en énergie d’hydrates de clathrate. À cette fin, ils ont systématiquement examiné les hydrates de clathrate fabriqués à partir de HNGB avec différentes concentrations de méthane, d’éthane et d’hydrogène. Ils ont soigneusement analysé la cinétique et la structure de la formation du clathrate et la distribution des molécules piégées.

L’équipe a pu identifier les concentrations exactes de gaz à partir desquelles le méthane et l’éthane, qui agissent comme des modulateurs thermodynamiques, amélioreront le mieux H.2 Capacité de stockage des hydrates de HNGB. Même dans des conditions de pression et de température modérées (100 atmosphères et 8 ° C), les scientifiques ont atteint le maximum théorique H.2 Stockage possible pour deux types de cages d’hydrates clathrate: deux et quatre H.2 Molécules dans des cages petites ou grandes. Cet exploit n’avait pas été signalé auparavant, et les résultats sans précédent de cette étude pourraient donc être utiles dans la conception de supports de stockage d’hydrates HNGB.

Dr. Park note: « Les hydrates de clathrate et les HNGB pourraient être une solution raisonnable à moyen terme pour stocker l’hydrogène dit » bleu « , qui est de l’hydrogène fabriqué à l’aide de combustibles fossiles mais avec une teneur minimale en CO2 Émissions. «L’hydrogène bleu est trois fois moins cher à produire aujourd’hui que l’hydrogène« vert »respectueux de l’environnement. Par conséquent, les résultats de cette étude peuvent aider à faciliter la transition progressive des combustibles fossiles à l’hydrogène, qui est notre clé pour un avenir durable.


Hydrates d’hydrogène de gaz naturel obtenus avec du gaz naturel


Plus d’information:
Seokyoon Moon et al., Critical Hydrogen Concentration of Hydrogen-Natural Gas Mixtures in Clathrate Hydrates for Storage of Blue Hydrogen, Cotes d’énergie renouvelable et durable (2021). DOI: 10.1016 / j.rser.2021.110789

Fourni par l’Institut des sciences et de la technologie de Gwangju

Citation: Le mélange parfait: Optimiser les de gaz pour le stockage de l’hydrogène dans les hydrates de clathrate (2021, 17 mai), consulté le 17 mai 2021 sur https://phys.org/news/2021-05-blend-optimizing-gas-mixtures- hydrogène.html

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