甲烷水合物

甲烷氣水包合物 （ Methane clathrate ） ， 也稱作甲烷水合物 、 甲烷冰 、 天然氣水合物或可燃冰 ， 爲固體形態的水於晶格 （ 水合物 ） 中包含大量的甲烷 。 最初人們認爲只有在太陽系外圍那些低溫 、 常出現冰的區域纔可能出現 ， 但後來發現在地球上許多海洋洋底的沉積物底下 ， 甚至地球大陸上也有可燃冰的存在 ， 其蘊藏量也較爲豐富 。 甲烷氣水包合物作爲石油 、 天然氣的新時代替代能源而備受期待 。 甲烷氣水包合物存在於低溫高壓的環境 ， 在海洋淺水生態圈中是常見的成分 ， 他們通常出現在深層的沉澱物結構中 ， 或是在海牀處露出 。 甲烷氣水包合物據推測是因地理斷層深處的氣體遷移 ， 以及沉澱 、 結晶等作用 ， 於上升的氣體流與海洋深處的冷水接觸所形成 。 在高壓下 ， 甲烷氣水包合物在18 °C 的溫度下仍能維持穩定 。 一般的甲烷氣水化合物組成爲1莫耳的甲烷及每 5.75 莫耳的水 ， 然而這個比例取決於多少的甲烷分子 「 嵌入 」 水晶格各種不同的包覆結構中 。 據觀測的密度大約在 0.9 g / cm ³ 。 一升的甲烷氣水包合物固體 ， 在標準狀況下 ， 平均包含168 升的甲烷氣體 。 甲烷形成一種結構一型水合物 ， 其每單位晶胞內有兩個十二面體 （ 20個端點因此有20個水分子 ） 和六個十四面體 （ tetrakaidecahedral ， 24個水分子 ） 的水籠結構 。 其水合值 （ hydratation value ） 20可由MAS NMR來求得 。 甲烷氣水包合物頻譜於275 K和 3.1 MPa下記錄 ， 顯示出每個籠形都反映出峯值 ， 且氣態的甲烷也有個別的峯值 。