Metan Yakalanması Zor Oldu


Amerika Birleşik Devletleri'nde sondaj yapan büyük doğal gaz depolarına giren deliciler ile, bilim adamları daha etkili bir şekilde yakalamanın yollarını araştırıyorlar. Doğal gaz çoğunlukla metan içerir, ancak karışımda daha az miktarda karbondioksit, hidrojen sülfit ve azot bulunur. Enerji şirketleri,

Amerika Birleşik Devletleri'nde sondaj yapan büyük doğal gaz depolarına giren deliciler ile, bilim adamları daha etkili bir şekilde yakalamanın yollarını araştırıyorlar.

Doğal gaz çoğunlukla metan içerir, ancak karışımda daha az miktarda karbondioksit, hidrojen sülfit ve azot bulunur. Enerji şirketleri, saf metan akışı sağlamak için bu gazları ayırmanın ucuz bir yolunu arıyor. Geliştiriciler ayrıca metan sızıntılarını kontrol etmek istiyor çünkü gaz atmosferdeki özellikle güçlü bir ısı tutucu.

Ancak metan, karbondioksit gibi daha kaba yandaşlarının aksine, çevresiyle fazla etkileşime girmeyen utangaç bir moleküldür. Metanı gaz akışından dışarı akıtabilecek bir madde oluşturmak, diğer her şeyin geçmesine izin vermek zor, bu nedenle araştırmacılar, işi yapabilen birkaç materyali bulmak için binlerce materyali test etmek için bilgisayar simülasyonları kullanıyor.

Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı fizikçisi Amitesh Maiti, "Sokak metanının yoğunlaştırılıp kullanılabileceği yollar arıyoruz" dedi. “Bu çok ilginç bir kimya zorluğu.”

Maiti, geçtiğimiz hafta Nature Communications dergisinde yayınlanan ve bir sıvı çözücünün ve katı bir yapının seyreltikten orta derecede konsantre kaynaklara nasıl metan yakalayabildiğini inceleyen bir makale yazdı.

Bu durumda katı yapılar zeolitler, adsorbe ediciler olarak kullanılan gözenekli minerallerdir. Araştırmacılar, metan moleküllerinin bu yapılar içinde birbirleriyle nasıl etkileşime girdiklerini, bir başka yazar ve kimya mühendisliği profesörü olan Berend Smit'e göre, nanometre ölçeğinde “neredeyse moleküller için bir uçuş simülatörü gibi” bir şekilde modellediler. Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley.

Smit, araştırmacıların, grafik işlemciler için simülasyonu, daha az komutla sınırlı olan ancak geleneksel işlemcilerle aynı anda daha fazla hesaplama yapabilen bilgisayar çipleri için optimize ettiğini açıkladı. Bu yöntemle, bilim adamları metanayı ne kadar iyi filtreleyebildiklerini görmek için 87.000 zeolit ​​yapı taradılar ve listeyi bir avuç potansiyelle sınırlandırdılar.

Malzemenin gözenek yapısı metan konsantrasyonlarına bağlı olarak farklı roller oynar. Düşük seviyelerde, malzeme metan gazı azottan daha yüksek bir afiniteye sahip olmalıdır. Buradaki amaç metanın konsantrasyonunu yüzde 5'e çıkarmak, ki bu gaz yanıcı hale geliyor.

Daha yüksek konsantrasyonlarda, metan diğer metan molekülleriyle etkileşime girerek malzemenin gazı ne kadar etkili bir şekilde emdiğini arttırır. Gaz konsantrasyonunun yüzde 60 aralığına yükseltilmesi sıvılaştırılmasını ve taşınmasını kolaylaştırır. Rafineriler çevrimi tekrarlayabilir ve daha konsantre bir metan akımı oluşturmak için zeolit ​​malzemesini yeniden kullanabilir.

Öte yandan, sıvı filtreleri yetersiz sonuçlar vermiştir. Maiti, "Bu çalışmada bulduğumuz sıvıların metan yakalama için özellikle iyi olmadığı" dedi.

Araştırmacılar için bir sonraki adım, bu zeolitlerin filtreleme performansının hesaplamaları ile eşleşip eşleşmediğini görmek için gerçek dünyadaki bu malzemeleri yapmak ve test etmektir. Smit, simülasyon işleminin de karbondioksiti yakalayacak malzemeleri tanımlamak için yararlı olabileceğini ekledi.

Çevre ve Enerji Yayınları, LLC'nin izniyle Climatewire'dan yeniden basılmıştır. www.eenews.net, 202-628-6500