Een onderzoeksteam van KAIST heeft de vorming van aardgashydraten geïdentificeerd, zogenaamd brandbaar ijs, gevormd in oceanen. Professor Tae-Hyuk Kwon van de afdeling Civiele &Milieutechniek en zijn team ontdekten dat kleimineralen in oceanische kleirijke sedimentaire afzettingen de vorming van gashydraten bevorderen en stelden het principe voor van gashydraatvorming in de kleiachtige sedimentaire lagen.

Gashydraten zijn ijsachtige kristallijne structuren die zijn samengesteld uit waterstofgebonden watermoleculen die gasmoleculen inkapselen. Ze worden ook wel brandend ijs genoemd. De afzettingen zijn zo groot dat onderzoekers ze onderzoeken als alternatieve energiebron. conventioneel, men geloofde dat de vorming van gashydraten beperkt is in sedimentaire kleiafzettingen; echter, de onverwachte overvloed aan aardgashydraten in oceanische kleirijke sedimentaire afzettingen deed de vraag rijzen hoe ze gevormd werden.

De oppervlakken van natuurlijke kleimineralen zijn negatief geladen, en dus onvermijdelijk fysicochemische interacties tussen klei en water genereren. Dergelijke interacties tussen klei en water spelen een cruciale rol bij het optreden van aardgashydraten in kleirijke sedimentaire formaties.

Echter, onderzoekers ondervonden moeilijkheden bij het analyseren van hydraatvorming vanwege de kationen in kleideeltjes, die de ladingen van het kleioppervlak in evenwicht houden. Daarom, kleideeltjes geven onvermijdelijk de kationen vrij wanneer ze worden gemengd met water, wat de interpretatie van experimentele resultaten bemoeilijkt.

Om deze beperking te overwinnen, het team polariseerde watermoleculen met een elektrisch veld en bewaakte de inductietijden van watermoleculen die gashydraten vormen. Ze ontdekten dat het elektrische veld van 10 kV/m onder bepaalde omstandigheden de kiemvorming van gashydraat bevorderde in plaats van het te vertragen. vanwege de gedeeltelijke breuk van de waterstofgebonden waterclusters en de verlaagde thermische energie van watermoleculen.

Professor Kwon zei:"Door dit onderzoek we kregen een beter inzicht in de oorsprong van het voorkomen van gashydraten in kleirijke sedimentaire afzettingen. In de nabije toekomst, we zullen binnenkort in staat zijn om commercieel methaangas te produceren uit aardgashydraatafzettingen."

Dit onderzoek, onder leiding van promovendus Taehyung Park, werd online gepubliceerd in Milieuwetenschap en -technologie op 3 februari