Cálculo de muestreo de ruta de la difusividad del metano en hidratos de gas natural a partir de un mecanismo asistido...

Área de la Ciencia:

• Química Física es la química física.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Química computacional es la química computacional.

Sus antecedentes:

• La estimación de las propiedades de transporte en los hidratos de gas natural es crucial debido a los desafíos experimentales.
• La difusión del metano en los hidratos es vital para comprender la formación y descomposición de los hidratos.

Objetivo del estudio:

• Para estimar la difusividad del metano dentro de una estructura de cristal de hidrato de gas.
• Para dilucidar el mecanismo de difusión de metano en los hidratos.

Principales métodos:

• Muestreo de la trayectoria de equilibrio empleado para los cálculos de energía libre.
• Utilizó el flujo reactivo y las simulaciones cinéticas de Monte Carlo.
• Constantes de velocidad calculadas para simular la autodifusión.

Principales resultados:

• Se identificó un mecanismo de difusión asistida por vacío de agua para el metano.
• Barreras de alta energía observadas para vías de difusión que involucran anillos de agua de cinco miembros.
• Las tasas de auto-difusión del metano son más lentas que las estimaciones de Einstein debido a la estructura de celosía y las preferencias de la jaula.

Conclusiones:

• El muestreo de la trayectoria de equilibrio es efectivo para calcular las energías libres más allá del muestreo general.
• Proporciona una estimación crucial de las propiedades de transporte para el metano en hidratos.
• La difusividad estimada del metano (D) a 250 K es de aproximadamente 7 x 10 (-15) X m (-2) /s.