Ученые Томского политехнического университета разработали новый подход, который позволяет прогнозировать физические процессы при переработке газовых гидратов, перспективного экологически чистого энергоресурса. Этот метод значительно повышает эффективность использования газовых гидратов в энергетике и других областях. Результаты исследования были опубликованы в журнале International Journal of Heat and Mass Transfer.
Газовые гидраты — это кристаллические соединения, образующиеся из воды и газов при определенных температурах и давлениях, напоминающие лед. В последние десятилетия газовые гидраты все чаще используются как экологически безопасное топливо в энергетике и транспорте.
По словам ученых, использование природных газовых гидратов имеет огромный потенциал, так как их запасы огромны, а их транспортировка безопаснее, чем транспортировка сжиженного газа. Кроме того, газовые гидраты содержат значительное количество газа на единицу объема — например, в 1 кубическом метре гидрата метана содержится до 170 кубических метров метана.
Ученые Томского политехнического университета с использованием государственной программы «Приоритет-2030» разработали новый подход к прогнозированию поведения топлива из газовых гидратов в процессе переработки. По словам исследователей, этот подход применим как для разработки новых энергетических установок, так и для выбора оптимальных режимов сжигания гидратов в существующих системах.
«Характеристики разложения газовых гидратов зависят от нескольких параметров, таких как давление, температура, размеры частиц гидрата и удельная площадь его поверхности, структура кристаллической ячейки, взаимодействие молекул газа и воды, и другие. Наш подход позволяет лучше понять физику этого процесса и дает рекомендации для его управления», — рассказал доцент Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Томского политехнического университета Дмитрий Антонов.
Подчеркивается, что методика отличается высокой скоростью расчетов. Кроме того, данный подход позволяет работать с гидратами разного происхождения, учитывая структурные особенности, обусловленные климатическими условиями формирования.
В будущем научный коллектив планирует расширить этот подход, разработав метод полного описания динамики газов при разложении газовых гидратов.
