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第十章 能量的化学（第1页）

第十章“能量”的化学

62　天然气水合物是什么

天然气水合物是沉睡在海底的新型燃料原料，目前备受瞩目。日本首先在渥美半岛近海地区进行试验开采，是日本寄予厚望的海洋资源。

◎什么是天然气水合物

天然气水合物是质地像冰沙一样的白色物体，也被叫作可燃冰。点火后会发出淡蓝色火焰并释放出热量，燃烧后生成二氧化碳和水。

天然气水合物是城市用气的主要成分甲烷（CH4）和水结合而成的化合物。水是不可思议的分子，氢带正电荷H+，氧带负电荷O-。因此水分子的H+离子和相邻水分子的O-离子之间有静电引力作用。

图10-1　天然气水合物

水的结晶冰体中存在数量庞大的水分子，水分子之间存在上述引力，在引力的作用下，形成了如图10?2所示“鸟笼”状的笼状化合物。

图10-2　天然气水合物的分子构造

◎天然气水合物的储存分布

天然气水合物的产生以及积累需要一定程度的低温和压力，满足这些条件的地点通常位于海底数百米，也就是在大陆架的边缘附近，正是日本所处地理位置的附近。天然气水合物不只分布在太平洋一侧，有说法认为日本海沿岸存储着品质更为优良的天然气水合物，储存量巨大，仅日本近海附近的储量就可供开采100年，而问题在于如何开采出来。

天然气水合物如果直接在炉子里燃烧的话后果非常严重。1个甲烷分子燃烧后会生成2个水分子，此时的冷凝已经非常棘手了，天然气水合物燃烧后会在此基础上再生成15个水分子，这样的话，家里面的湿气几乎可以游泳了。

因此开采天然气水合物时，需要在海底进行分解，只开采天然气部分。顺利的话，还可以不分解天然气水合物的笼状结构，只把甲烷部分取出来。

那剩余的“鸟笼”该怎么处理呢？可以把甲烷燃烧后生成的二氧化碳置换进去。这样既开采了燃料，又处理了废弃物，一举两得，目前相关研究正在进行中。

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