分子科学学报

期刊导读

物理学论文_太赫兹电磁波调控甲烷水合物分解

来源:分子科学学报 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-10-16

文章摘要:甲烷水合物具有分布范围广、资源储量大、能量密度高、清洁无污染等特点,因此一经发现便得到人们广泛的关注.虽然如此,甲烷水合物的开采存在较多的困难,主要涉及笼型甲烷水合物的分解过程,因此本文通过分子动力学模拟,探索太赫兹电磁波对该水合物分解的特异性影响.通过分析甲烷水合物中水分子的振动谱,我们发现其区别于体相水在低温下的特异性振动峰.通过引入频率与该振动峰中心频率一致的太赫兹波,我们发现,该电磁场会破坏甲烷水合物原有的氢键网络,降低甲烷周围水分子的配位数,从而使甲烷分子从水笼中脱离.进一步地,序参数F4的分析也证明,在太赫兹电磁刺激下,甲烷壳层水原来的晶体水变成了液态水.同时我们证明了该频率具有相比其他频率的绝对优势,因此具有其特异性.我们的发现有望通过非热效应来实现甲烷水合物的分解,高效、低能耗地提高开采效率,推动未来新能源的发展.

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