优化混合气体以在笼形水合物中储存氢

在我们不断寻求转变为更加生态友好的社会的过程中，氢气(H 2)被预示为明天的清洁燃料。由于H 2可以由水(H 2 O)产生而不会产生碳排放，因此开发与H 2兼容的技术已成为当务之急。但是，前进的道路坎bump不平，必须克服许多技术限制。

韩国光州科技学院(GIST)的Youngjune Park副教授说：“氢是自然界中最小的分子，找到可行的存储方法是实现氢经济的关键问题。” 与碳氢化合物不同，纯净的H 2必须在极高的压力(> 100个大气压)或低温(20°C)下存储。自然，这代表了H 2储存的巨大经济障碍。但是，如果我们可以将H 2捕获在冰状晶体中以降低存储和运输的要求，该怎么办呢?

这些分子笼存在于自然界中，被称为“笼形水合物”。它们是具有可容纳各种分子的空腔的固体水基化合物。GIST的Park博士小组一直在研究使用笼形水合物作为H 2储存容器。但是，纯H 2的包封仍然是一个缓慢的过程，也需要极端的温度和压力条件。

在2021年5月出版的《可再生能源与可持续能源评论》杂志第141期的最新研究中，Park博士的小组探索了解决该问题的可行方法。以前的研究人员建议不要将其与纯H 2形成笼形水合物，而是将其与天然气混合实验证明，在较温和的条件下可促进包聚。为了改进此策略，GIST的科学家团队着手寻找最佳的氢-天然气混合物(HNGB)，以高效地形成笼形水合物。为此，他们系统地研究了由HNGB产生的具有不同浓度的甲烷，乙烷和氢气的笼形水合物。他们仔细分析了包合物的形成动力学和结构以及被困分子的分布。

该小组能够确定精确的气体浓度，在这一点上，作为热力学调节剂的甲烷和乙烷可以最有效地增强HNGB水合物的H 2储存能力。即使在中等压力和温度条件下(分别为100个大气压和8°C)，科学家也实现了两种笼形水合物笼的最大理论H 2储存：分别在小型和大型笼中的两个和四个H 2分子。这项壮举以前从未被报道过，因此这项研究的空前发现可以帮助设计HNGB水合物存储介质。

帕克博士指出：“氯酸盐水合物和HNGB可以提供合理的中期解决方案，以存储所谓的'蓝色'氢，这是使用基于化石燃料的技术生产的氢，但具有最低的CO 2排放量。” 如今，蓝色氢的生产价格比环保的“绿色”氢便宜三倍。因此，这项研究的结果可能有助于缓解从化石燃料向氢的逐步过渡，这是我们实现可持续未来的关键。

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