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利用日本的海洋资源“可燃冰(甲烷水合物)”制氢

4月22日,日本首相菅义伟在全球变暖对策推进总部的会议上宣布,将提高日本的2030年温室气体减排目标,力争使2030年度温室气体排放量比2013年度减少46%,同时将朝着减少50%的高度继续挑战。

为实现“脱碳”、“碳中和”、“零碳”的目标,日本政府和民间正在加速相关活动,包括经济产业省的“2050年碳中和绿色增长战略”中的14个重点领域在内,将尝试实施并采取更多措施。本文中,将对利用沉睡在海底的“可燃冰”(甲烷水合物)进行制氢的尝试进行介绍。

(图片来自网络)

甲烷为什么会变成冰?

很多人在电视上看到过像冰一样的甲烷水合物冒着火焰燃烧的样子。那么,这样的甲烷水合物到底是什么呢?

甲烷(CH4)具有一个碳原子,是最简单的烃(由碳和氢组成的化合物、汽油等燃料),在常温常压下是气体。顺便说一下,碳原子数是2个的烃是乙烷(C2H6),3个的是丙烷(C3H8、丙烷气体),4个的是丁烷(C4H10、台式炉灶和打火机的丁烷气体),依此类推。

另一方面,水合物是指含有水分子的物质。一般情况下,气体水合物是一种呈冰块晶体状的固体物质,在于低温且高压条件下由水分子形成的12面体、16面体、20面体的笼子中,碳氢化合物气体作为客体被吸收,具有代表性的气体水合物是众所周知的甲烷水合物。

气体分子被吸入由水分子形成的笼子里,这是一种不可思议的现象,但是外观上与冰相似的甲烷水合物重量的15%是甲烷,85%是水。

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