Die Ressourcen von Methanhydraten sind reichlich vorhanden und gehören zu den vielversprechendsten neuen Energiequellen. Derzeit wurde jedoch die kommerzielle Förderung von Methanhydraten noch nicht realisiert, und ihre mikroskopischen Strukturmerkmale und Gaslagermethoden müssen noch geklärt werden. Basierend auf dem Gerüst und den Wirtsmolekülen der Gas-Hydrate der Typen SI, SII und SH wurden molekulare Modelle von drei typischen Hydraten aufgebaut und optimiert. Durch Strukturanalysen wurden die Anzahl der Wasserstoffbrücken, die Länge der Wasserstoffbrücken, die Porosität, die Zusammensetzung der Poren und die Porengrößenverteilung bestimmt, und ein vergleichende Analyse der mikrostrukturellen Unterschiede der drei typischen Hydrate durchgeführt. Basierend auf der Struktur des Hydratgerüsts wurde die großkanonische Monte-Carlo-Methode verwendet, um das Adsorptionsverhalten von Methan und Kohlendioxid zu untersuchen, und durch die Kombination von Gasadsorptionsmenge und Adsorptionswärme wurden die Speichereigenschaften und Unterschiede der drei Hydrate erläutert. Die Ergebnisse zeigen, dass der SII-Hydrattyp die größte durchschnittliche Wasserstoffbrückenlänge und die größte Anzahl aufweist, aber die schlechteste Porenkonnektivität besitzt; hoher Druck fördert die Erhöhung der Gasspeicherkapazität der Hydrate, niedrige Temperaturen erhöhen die Stabilität der Gassorption in den Hydraten; obwohl die Speicherung von Kohlendioxid geringer ist als die von Methan, ist die Adsorptionsstabilität von Kohlendioxid höher; die Gasadsorptionsmenge im SII-Hydrat ist am größten, die Adsorptionswärme im SI-Hydrat am höchsten.

Gas-Hydrate; Strukturmerkmale; Speichereigenschaften; Adsorption; molekulare Simulation