分子模拟H2/CH4混合物储存和吸附在高酸纳米孔中的地下储存
Hongyang Zhang1, Rui Diao2, Xiaoming Luo1
1College of Pipeline and Civil Engineering, China University of Petroleum (East China), Qingdao, Shandong 266580, China.
ACS omega
|December 11, 2023
概括
在地下水库中储存 (H2) 和甲 (CH4) 混合物是可再生能源的关键. 分子模拟显示,素孔有利于储存H2,而水的存在则降低了这些天然气储存系统的总储存密度.
科学领域:
- 地质化学 地质化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 是一种重要的可再生能源,但其实际应用受到储存和运输挑战的阻碍.
- 将气注入天然气管道和地下储以进行储存是利用现有基础设施的解决方案.
- /甲 (H2/CH4) 混合物在多孔地质构成中的储存机制尚不清楚.
研究的目的:
- 为了研究H2/CH4混合物在干燥和湿矿孔中的储存行为.
- 为了阐明孔隙结构 (gibbsite vs. siloxane) 和水含量对H2/CH4储存的影响.
- 了解在地下水库中储存H2/CH4混合物期间的分子相互作用和配置.
主要方法:
- 利用分子模拟来建模H2/CH4混合物储存在高酸盐孔内.
- 在干燥和湿条件下模拟储存,考虑吉布和西洛孔孔结构.
- 分析了储存密度,甲储存,分子配置和孔隙占用.
主要成果:
- 在干燥的孔隙中,随着H2分数的增加,存密度会增加,并且不依赖孔隙大小 (5-200 nm).
- 锡洛孔在H2/CH4混合物中对H2具有优越的选择性储存能力,相比于gibbsite孔.
- 水的存在显著降低了H2和CH4的储存密度,在吉布和锡洛结构中对孔隙占用有不同的影响.
结论:
- 基于西洛的多孔结构对于从H2/CH4混合物中选择性储存更有效.
- 水含量对地下水库形成中的H2/CH4混合物的储存能力产生不利影响.
- 分子模拟提供了对 H2/CH4 在地下环境中储存的复杂机制的关键见解.
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