Современные методы хранения природного газа в баллонах и транспортировки его по высокоскоростным трубопроводам в будущем станут малопригодными для задач освоения малых месторождений природного газа, 70% мировых запасов которого скрыты в виде так называемых газовых гидратов.
Газовые гидраты образуются в том случае, если газ смешивается с водой при низкой температуре и высоком давлении. В этом случае образуется кристаллическое соединение, в котором одна молекула метана окружена несколькими молекулами воды.
Подводить газопровод к каждому малому газогидратному месторождению будет экономически невыгодно, однако с необходимостью добычи газа в таких условиях человечество рано или поздно столкнется.
Группа британских ученых из Ливерпульского университета показала, как можно организовать хранение и транспортировку газа в форме тех же газогидратов, только рукотворного происхождения.
До сих пор создавать искусственные газовые гидраты было сложно и не выгодно, так как процесс требовал постоянного перемешивания газа с водой под очень высоким давлением, если же перемешивания не осуществлять, то газовый гидрат образуется только в виде тонкой пленки на поверхности раздела фаз вода-газ.
Для того, чтобы обойти процедуру перемешивания, группа Эндрю Купера, руководившего исследованием создала особый материал – так называемую «сухую воду». Эта вода состоит из мельчайших частичек оксида кремния, покрытого тончайшей пленкой водоотталкивающего компонента. Если к массе таких частичек добавить определенное количество воды, а затем хорошенько перемешать, то вода распределится тонкой пленкой по поверхности частиц и тем самым площадь для контакта воды с газом многократно увеличится.
Выглядит же сам материал, как обычный ультрадисперсный белый порошок, лишь немного вязкий на ощупь. Один литр природного газа можно зафиксировать всего в шести граммах материала, что очень близко к требованию к разрабатываемым материалам для хранения и перевозки природного газа в твердой форме. Корме того, он дешев и прост в изготовлении.
Есть у чудо материала и недостатки – газовый гидрат на его основе устойчив только при минус семидесяти по Цельсию, и только повышение давление позволяет хранить газ в такой форме при комнатной температуре. Обойти этот недостаток помогает использование растворов солей вместо чистой воды, однако, разработка дешевого и простого способа получения «сухой воды» на основе растворов солей – следующий шаг развития технологии.
Работа ученых опубликована в свежем выпуске журнала Journal of the American Chemical Society.
