Un equipo de investigación de KAIST ha identificado la formación de hidratos de gas natural, el llamado hielo inflamable, formado en los océanos. El profesor Tae-Hyuk Kwon del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental y su equipo encontraron que los minerales arcillosos en depósitos sedimentarios ricos en arcilla oceánica promueven la formación de hidratos de gas y propusieron el principio de formación de hidratos de gas en las capas sedimentarias arcillosas.

Los hidratos de gas son estructuras cristalinas similares al hielo compuestas por moléculas de agua unidas por hidrógeno que encapsulan moléculas de gas. También se les conoce como hielo ardiente. Los depósitos son tan grandes que los investigadores los están explorando como una fuente de energía alternativa. Convencionalmente se creía que la formación de hidratos de gas es limitada en los depósitos sedimentarios de arcilla; sin embargo, la abundancia inesperada de hidratos de gas natural en depósitos sedimentarios ricos en arcilla oceánica planteó el problema de cómo se formaron.

Las superficies de los minerales arcillosos naturales están cargadas negativamente, y así inevitablemente generar interacciones fisicoquímicas entre arcilla y agua. Estas interacciones arcilla-agua tienen un papel fundamental en la aparición de hidratos de gas natural en formaciones sedimentarias ricas en arcilla.

Sin embargo, Los investigadores encontraron dificultades para analizar la formación de hidratos debido a los cationes contenidos en las partículas de arcilla, que equilibran las cargas superficiales de la arcilla. Por lo tanto, Las partículas de arcilla liberan inevitablemente los cationes cuando se mezclan con agua, lo que complica la interpretación de los resultados experimentales.

Para superar esta limitación, el equipo polarizó las moléculas de agua con un campo eléctrico y supervisó los tiempos de inducción de las moléculas de agua que forman los hidratos de gas. Descubrieron que los 10 kV / m de campo eléctrico promovían la nucleación de hidratos de gas bajo ciertas condiciones en lugar de ralentizarla. debido a la rotura parcial de los grupos de agua unidos por enlaces de hidrógeno y la disminución de la energía térmica de las moléculas de agua.

El profesor Kwon dijo:"A través de esta investigación, obtuvimos una mejor comprensión del origen de la presencia de hidratos de gas en depósitos sedimentarios ricos en arcilla. En el futuro cercano, pronto seremos capaces de producir comercialmente gas metano a partir de depósitos de hidratos de gas natural ".

Esta investigación, dirigido por el candidato a doctorado Taehyung Park, fue publicado en línea en Ciencia y Tecnología Ambiental el 3 de febrero.