Los recursos de hidratos de gas natural son abundantes y son una de las nuevas fuentes de energía más prometedoras. Sin embargo, actualmente la extracción comercial de los hidratos de gas natural no se ha logrado, y sus características microestructurales y mecanismos de almacenamiento de gas necesitan ser aclarados. Basándose en la información del armazón y las moléculas anfitrionas de los hidratos de gas de tipo SI, SII y SH, se construyeron y optimizaron modelos moleculares de tres hidratos típicos. Mediante la caracterización estructural, se determinaron el número de enlaces de hidrógeno, la longitud de los enlaces de hidrógeno, la porosidad, la composición de los poros y la distribución del tamaño de los poros, y se realizó un análisis comparativo de las diferencias estructurales microscópicas de los tres hidratos típicos. Basado en la estructura del armazón del hidrato, se empleó el método de Monte Carlo en el gran canónico para estudiar el comportamiento de adsorción del metano y el dióxido de carbono, y se explicaron las características y diferencias de almacenamiento de gas de los tres hidratos combinando la cantidad de gas adsorbido y el calor de adsorción. Los resultados muestran que el hidrato tipo SII tiene la mayor longitud promedio y el mayor número de enlaces de hidrógeno, pero la peor conectividad de poros; la alta presión favorece el aumento de la capacidad de almacenamiento de gas del hidrato, la baja temperatura aumenta la estabilidad de la adsorción de gas en el hidrato; aunque la cantidad de almacenamiento de dióxido de carbono es menor que la del metano, la estabilidad de la adsorción de dióxido de carbono es mayor; la cantidad de adsorción de gas es máxima en el hidrato tipo SII, y el calor de adsorción es máximo en el hidrato tipo SI.
关键词
hidratos de gas; características estructurales; propiedades de almacenamiento; adsorción; simulación molecular