蘑菇和茄子是人們飯桌上常見的食物,然而近日華南理工大學科研人員的一項研究,卻讓這兩個植物脫離餐桌,在工業界有了全新的用途:該校王衛星博士與利物浦大學安德魯?庫帕教授成功把天然氣儲存到蘑菇和茄子當中運輸,從而使得氣體運輸更穩定、便宜。這項成果近日在英國皇家化學學會出版的學術期刊Energy & Environmental Science(影響因子9.61)上發表。
可降低技術要求和成本
目前天然氣的運輸方式主要有長距離輸氣管道運輸、液化天然氣運輸、壓縮天然氣運輸等方式,這些運輸方式各有特點,可滿足一般情況下天然氣運輸的要求。但是三者也有著技術要求復雜或者成本高的弊端,比如液化天然氣的運輸方式就必須將天然氣壓縮、冷卻至零下161.5攝氏度,然后儲存在超低溫的儲存罐內,用專用船或油罐車運輸,使用時重新氣化。
如何實現既廉價、安全又易于操作的天然氣儲存及運輸方式,成了許多科研人員一直想突破的難題。華南理工大學王衛星博士和他的團隊經過科研攻關,發現一種利用蘑菇或者茄子充當氣體載體的運輸辦法,比現階段的技術更加簡單,成本也有望不斷降低。
“1升”蘑菇和茄子可儲存120升氣體
為什么蘑菇和茄子能夠承擔如此重任呢?這取決于它們的生物結構:一方面他們是多孔結構,可以攝取氣體,另一方面新鮮的蘑菇和茄子含有大量水分,可在特定條件下通過水分子的氫鍵作用與氣體(如天然氣、二氧化碳、氟利昂等)形成“籠形水合物”——這是一種包含氣體和水的混合物,它的晶體結構將天然氣分子有序地捕捉起來,形成人工“可燃冰”。
王衛星說,他和團隊用“籠形水合物”的原理運輸氣體的想法由來已久,但是用蘑菇和茄子作載體卻來源于生活中一次靈機一動?!坝幸淮斡媚⒐阶鲲?,我們發現蘑菇含有很多水分,但撕開之后,卻看不到水,水都躲在了蘑菇的‘孔道’里面?!?/p>
既然可以吸水,那可以在蘑菇里面形成“籠形水合物”嗎?經過多次試驗,他們發現,在30個大氣壓和零度的環境下,就可以將甲烷(天然氣的主要組分)穩定地“鎖”在蘑菇和茄子里面。王衛星稱,目前“1升”蘑菇和茄子,可以儲存120升的氣體。為了具備成本優勢,他們的目標是180升。
“到達目的地之后,把裝有茄子和蘑菇的壓力罐閥門打開,恢復到正常大氣壓,氣體會自然釋放出來。”王衛星笑稱,整個過程對蘑菇和茄子的口感影響不大。