Быстрое и безопасное преобразование природного газа в твердое вещество

Это впечатляет, учитывая, что объем преобразованного природного газа уменьшается почти в 90 раз. Альтернативные способы хранения природного газа включают его сжижение при температуре около -160 градусов Цельсия или сжатие до давления, почти в 250 раз превышающего атмосферное. Эти подходы трудно применимы в больших масштабах, потому что они либо дороги, либо небезопасны

Природный газ является самым чистым из всех ископаемых видов топлива, но его безопасное и недорогое хранение остается в некоторых случаях существенной проблемой. Инженеры из NUS разработали метод преобразования природного газа в невзрывоопасное твердое вещество, которое можно легко хранить и транспортировать. Используя разработанную смесь присадок с низкой токсичностью, конверсия газа в твердое состояние может быть завершена всего за 15 минут - это самый быстрый показатель на сегодняшний день.

Компактный и безопасный способ хранения природного газа

Команда исследователей провела работу над усовершенствованием процесса преобразования природного газа в твердую форму, известную как газовый гидрат, или горючий лед, который состоит из молекул природного газа, заключенных в «клетки», образованные водой. В природе хранение природного газа происходит таким же образом, но процесс образования газовых гидратов происходит очень медленно. Ранее удавалось искусственно ускорить этот процесс, но это делалось с помощью высокотоксичных добавок, которые небезопасны как для окружающей среды, так и для вовлеченного в такую деятельность персонала.

Усовершенствованная смесь добавок, разработанная учеными, содержит L-триптофан, хорошо известное вещество, являющееся незаменимой аминокислотой в питательном рационе людей. Эта аминокислота, участвующая в наращивании мышц, также значительно ускоряет преобразование природного газа в твердый гидрат. Полученная скорость реакции более чем в два раза выше, чем в применяемых сейчас технологиях. При этом используемый химический состав менее токсичен и более безопасен в обращении.

«Этот прорыв действительно достоин внимания, если учесть, что для образования газовых гидратов в естественной природе требуются миллионы лет, то при добавлении секретных ингредиентов в систему аналогичный процесс может быть реализован в лаборатории за считанные минуты».

Более того, получаемый конечный продукт очень стабилен и может храниться при температуре -5 градусов Цельсия и атмосферном давлении. Эти условия сравнимы с имеющимися в домашней морозильной камере. Это впечатляет, учитывая, что объем преобразованного природного газа уменьшается почти в 90 раз. Альтернативные способы хранения природного газа включают его сжижение при температуре около -160 градусов Цельсия или сжатие до давления, почти в 250 раз превышающего атмосферное. Эти подходы трудно применимы в больших масштабах, потому что они либо дороги, либо небезопасны.

Реализация технологии в промышленном масштабе

В настоящее время исследователи планируют преобразовывать большие объемы газа в твердое вещество на экспериментальном уровне - 100 кг в день. В случае успеха предстоит коммерциализации технологии. Ученые надеются в конечном итоге расширить технологию до уровня промышленного использования.

«Это технология наиболее интересна для стран-импортеров природного газа, таких как Сингапур, где 95 процентов электроэнергии вырабатывается с его помощью. Разработка таких технологий хранения газа поможет повысить энергетическую безопасность этой страны».

Связанная статья журнала Energy & Environmental Science:

https://doi.org/10.1039/D0EE02315A

Источник: National University of Singapore