Wissenschaftler Lösen Das Molekulare Rätsel "Brennbares Eis"

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Woher kommt "brennbares eis"?

Wissenschaftler haben ein molekulares Rätsel gelöst, das die natürliche Bildung von Gashydraten erklärt, eine Art brennbarer Kristalle, die auch als "das brennende Eis" bezeichnet wird.

Gashydrate bilden sich, wenn Gasblasen in einem Käfig mit Eismolekülen eingeschlossen sind. Sie bilden sich tief unter der Erde, meist unter dem Meeresboden, aber in einigen Fällen unter Permafrost, unter hohem Druck und extremer Kälte, so der US Geological Survey (USGS). Wenn sich die Hydrate zersetzen, setzen sie das eingesperrte Gas frei - ein Erdgas, das bei Flammen verbrennen würde.

Obwohl dieses entflammbare Eis in den Sedimenten um die Kontinente verbreitet ist, war wenig darüber bekannt, wie es sich in diesen Sedimenten in Mineralien gebildet hat. Man glaubte, dass die Salzigkeit und Porengröße der Mineralien die Form von Gashydraten verhinderte.

So machten sich Taehyung Park und Tae-Hyuk Kwon vom Korea Advanced Institute of Science and Technology auf die Untersuchung dieser Bedingungen, so eine neue Studie.

Zu diesem Zweck simulierten die Forscher diese anfängliche Bildung von Gashydraten, die als Gashydrat-Nukleation bezeichnet wird, indem sie an diese tonreichen ozeanischen Sedimente ein elektrisches Feld anlegten.

Ihre Forschung gab ihnen neue Einblicke in diese brennende Frage und enthüllte die Wechselwirkungen im Ton, die das Entstehen brennbarer Eiskristalle ermöglichen, schrieben die Autoren der Studie. [Treibhausgasemissionen: Ursachen und Quellen]

"Wir fanden heraus, dass die Gashydrat-Nukleation durch Oberflächenladung der Tonmineralien bemerkenswert verbessert wird", sagte Park in einer E-Mail an WordsSideKick.com.

Da Tonmineralien negativ geladen sind, ist ihre elektrochemische Wechselwirkung mit Wasser eine Gashydratbildung, wie die Autoren der Studie berichteten.

Gashydrate, die größtenteils aus Methanhydrat bestehen, wurden im späten 19. Jahrhundert entdeckt und wurden jahrzehntelang nur als lästiges Nebenprodukt angesehen, das sich in Pipelines ansammelte und den Fluss von Öl und Gas nach Angaben der USGS behinderte. Seit den 1980er Jahren haben Gashydrate weltweit als potenzielle Energiequelle großes Interesse gefunden.

Man nimmt an, dass Gashydratspeicher Energiespeicher halten, die die potenzielle Energieproduktion von Kohle, Öl und Gas in der Welt übertreffen, und Pläne der US-Regierung, diese Reserven freizugeben, wurden als geeignet angesehen, den Erdgaspreis dadurch zu senken Bis zu 30 Prozent, berichtete WordsSideKick.com zuvor.

Die Vorkommen sind zwar weit verbreitet, aber schwer zu finden. Im Gegensatz zu Gas und Öl sind Gashydrate nicht in einem Bereich konzentriert, sodass sie identifiziert und extrahiert werden müssen.

Darüber hinaus könnte die Gewinnung dieser brennbaren Energiequelle das Risiko der Freisetzung gespeicherter Treibhausgase in enormem Umfang bergen, was möglicherweise das Tempo des vom Menschen verursachten Klimawandels beschleunigt.

Das Verständnis der Verbindung zwischen Tonmineralien und Gashydraten wird wahrscheinlich eine wichtige Rolle bei der Gewinnung von Methan aus Hydratablagerungen spielen und könnte sogar Untersuchungen zur Verwendung von Sedimenten aus dem Meer für die Kohlendioxidspeicherung ermöglichen, berichteten die Wissenschaftler.

Die Ergebnisse wurden online am 8. Februar in der Zeitschrift Environmental Science and Technology veröffentlicht.

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