| 초록 |
가스 하이드레이트는 물과 가스 분자로 이루어진 포접화합물의 일종으로 높은 가스 저장량으로 인해, 천연가스 저장 매체로 각광받고있다. 하지만 메탄, 에탄, 프로판으로 구성된 천연가스를 하이드레이트 형태로 저장하면 하이드레이트 상에 에탄과 프로판이 농축되어 해리 이후 관을 통해 운송되는 가스의 유동 안정성 확보가 어렵다. 따라서 본 연구에서는 열역학적 안정제를 사용하여 에탄과 프로판은 배제되고 메탄이 하이드레이트 상에 선택적으로 저장되는 현상을 조사하였다. 열역학적 안정제로는 Tetrahydrofuran (THF), Trimethylene oxide (TMO), 1,3-Dioxolane (DIOX)을 사용했다. 상평형 측정을 통해 열역학적 안정성을 조사하고 HRPD 분석으로 결정구조를 확인하였다. in-situ Raman, 고체 NMR 분석기법을 활용하여 객체포집거동 및 정량분석을 수행하였다. 연구결과, 열역학적 안정성이 향상되었으며, 그 정도는 THF에서 가장 크게 나타났다. THF, TMO, DIOX 모두 sII 구조를 형성하였다. 하이드레이트 형성과정에서는 큰 동공은 오직 열역학적 안정제에 의해, 작은 동공은 메탄 분자에 의해 점유되었다. 이를 통해, 본 연구에서는 오직 메탄만이 하이드레이트 상으로 선택적으로 포집되는 현상과 이를 이용한 가스 하이드레이트기반 천연가스 저장에 대한 잠재성을 제시하였다. |
