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天然氣水合物儲運技術(shù)研究系統(tǒng)
水合物是由水分子（主體分子）與一系列的小分子（客體分子）組成，如甲烷、乙烷、丙烷、二氧化碳、氫氣等，在一定的溫度壓力的條件下形成的一類非化學計量的晶體包絡(luò)物。在自然條件下天然氣水合物（俗稱“可燃冰”）作為天然氣的高效儲存介質(zhì)，廣泛的分布在海底和高原凍土層中，是非常規(guī)油氣能源的重要組成部分。
氣體水合物可實現(xiàn)中溫、中壓、高密度儲氣，是一項節(jié)能、高效、安全的氣體儲存技術(shù)。水合物法儲氣的節(jié)能體現(xiàn)在不需要提供像液化法儲氣的超低溫環(huán)境，也不需要提供像壓縮法儲氣高壓環(huán)境，可在中溫、中壓下儲氣。當添加一些水合物生成促進劑時，水合物生成的溫度、壓力條件可以朝著室溫、常壓的方向移動，變得更加溫和。水合物法儲氣的高效體現(xiàn)在氣體水合物具有較高的質(zhì)量和體積儲氣密度。以甲烷水合物為例1體積甲烷水合物可儲存約180體積的甲烷氣。水合物法儲氣的安全性體現(xiàn)在氣體水合物本身是一個穩(wěn)定的物質(zhì)，當外界條件發(fā)生猝變時，水合物由于自保護效應可以在一定限度內(nèi)維持一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)，不會如液化法儲氣或者壓縮法儲氣出現(xiàn)短時間內(nèi)壓力迅速上升（爆炸）的現(xiàn)象。一旦儲罐內(nèi)因儲存不當（如溫控系統(tǒng)失效）導致氣體泄露或壓力升高時，LNG或CNG會逐步陷入不可控的狀態(tài)并有爆炸的風險，而氣體水合物會隨著儲罐內(nèi)壓力的升高重新達到相平衡條件并自動恢復到穩(wěn)定的狀態(tài)。此外氣體水合物在放氣時容易控制氣體釋放速率，綜上跟市面上常見的液化法和壓縮法儲氣相比，水合物法儲氣有更廣闊的發(fā)展前景。
在水合物儲氣方面的研究實現(xiàn)了從基礎(chǔ)理論研究到應用研究的全覆蓋。以儲存天然氣（含甲烷、乙烷、丙烷等）為主，氫氣、空氣、二氧化碳等氣體為輔并且研究輻射至環(huán)境、材料和工程熱物理等領(lǐng)域，建立了包括理論模型研究、材料開發(fā)、反應器開發(fā)、能效分析和能源政策研究等在內(nèi)的全領(lǐng)域科研生態(tài)系統(tǒng)。
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