1. 海洋可燃冰模擬裝置原理

新加坡國立大學(xué)（NUS）的工程師，剛剛開發(fā)出一種將天然氣轉(zhuǎn)化為固體的新方法,，從而可以更安全,、更輕松地儲存與運輸天然氣。在自然界,，海洋里有一種俗稱可燃冰的“甲烷水合物”,，這些科學(xué)家用人工的方法制作可燃冰，過程僅需15分鐘,。

新加坡國立大學(xué)科學(xué)家發(fā)明天然氣人造可燃冰

天然氣（甲烷）是一種化石燃料,，目前仍是廣泛使用的主要能源，它有著溫度高,、燃燒殘留污染物較少的優(yōu)點,，不過它不容易存儲或運輸，通常以低溫高壓將其液化成LNG的形式,，以便于運送,。但是，把甲烷液化,，需要大約-162°C的極冷溫度,，過程反而會耗掉大量能源。

其實在大自然,，已經(jīng)在某些條件下實現(xiàn)了甲烷的固化 - 也就是可燃冰,。其原理是天然氣分子可能會被困在水分子的“籠子”中。但是在自然界,，這是很緩慢的過程,，花費數(shù)百萬年的時間才會形成。有些學(xué)者相信,，甲烷水合物就是石油的前身,。

既然大自然已經(jīng)展示了如何把甲烷固體化，那么研究人員就可以加以效仿,，這就是新加坡科學(xué)家在努力的目標(biāo),。

他們最近發(fā)表自己最新的研究成果，表示新關(guān)鍵成分是L-色氨酸(L-tryptophan),，該氨基酸可加快反應(yīng)速度,，并更快地將更多甲烷氣體捕集為固體水合物,。研究小組表示，新方法僅用了15分鐘即可完成,。

2. 海洋可燃冰模擬裝置原理是什么

    兩倍,，可燃冰是由天然氣和水在高壓低溫的條件下形成的類冰狀的結(jié)晶化合物，預(yù)測資源量相當(dāng)于已發(fā)現(xiàn)煤,、石油,、天然氣等化石能源的兩倍以上，是世界公認(rèn)的一種清潔高效的未來替代能源,，極具商業(yè)價值,。

擴展知識

因絕大部分埋藏于海底，所以開采難度十分巨大,。目前,，日本、加拿大等國都在加緊對這種未來能源進(jìn)行試開采嘗試,，但都因種種原因未能實現(xiàn)或未達(dá)到連續(xù)產(chǎn)氣的預(yù)定目標(biāo),。

此次試開采同時達(dá)到了日均產(chǎn)氣一萬方以上以及連續(xù)一周不間斷的國際公認(rèn)指標(biāo)，著不僅表明我國天然氣水合物勘查和開發(fā)的核心技術(shù)得到驗證,，也標(biāo)志著中國在這一領(lǐng)域的綜合實力達(dá)到世界頂尖水平,。

3. 海底可燃冰

1、可燃冰是煤石油天然氣總和的2倍,。

2,、科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，海底可燃冰分布的范圍約占海洋總面積的10%,，其儲量是煤,、石油和天然氣總和的兩倍，是迄今為止發(fā)現(xiàn)的海底最具價值的礦產(chǎn)資源,。

3,、可燃冰也稱為“甲烷水合物”，“置換法”是開采可燃冰設(shè)想方案之一,，即將CO2注入海底的甲烷水合物儲層,，CO2較甲烷更易形成水合物，因而就能將甲烷水合物中的甲烷分子“擠走”,，從而將其“置換”出來,。

4. 海底可燃冰開采技術(shù)

第1步：在電腦上打開“戴森球計劃”游戲，點擊“繼續(xù)”啟動游戲,。

第2步：接著打開星圖,，找到任意一個“固態(tài)星球”。

第3步：接著在固態(tài)星球上，找到“可燃冰”,，然后放置“采礦機”,。

第4步：接著將“電力感應(yīng)塔”放置在采礦機周圍，然后通電后,，即可開采“可燃冰”,。

5. 海洋可燃冰資源現(xiàn)狀

1996年夏天，在北太平洋水域航行的一艘海洋考察船上,，德國科學(xué)家正在搜尋洋底的神秘晶體——可燃冰。經(jīng)過連續(xù)幾天的努力,，水下攝像機終于在800米深的黑洞洞的海底拍攝到了晶瑩的亮光,。科學(xué)家們立即用特殊設(shè)備從海底取出了樣品,。為了檢驗這塊冰晶體是否充滿甲烷,，一位科學(xué)家從這種冰塊上取下一小塊，迅速用火柴點燃,，這塊冰雪一樣的東西開始燃燒,，燃起呈淡紅色的火焰，一邊燃燒,，一邊融化,，不一會兒，冰塊變成了一灘水,。

遍布全球的可然冰直到20世紀(jì)才被科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)影蹤,。它是上天賜予人類的巨大資源，是地球上尚未開發(fā)的儲量最大的潛在能源,。這個富有詩意,、充滿神秘的能源礦藏，吸引著全世界的地質(zhì)學(xué)家們到大陸的凍土帶,，到深海底去尋找它的倩影。

目前地球上可供人類開采的石油,、煤炭等能源正在日益減少,，可然冰受到開始尋找新的替代能源的各個國家的密切關(guān)注。世界上掀起尋覓可燃冰的熱潮,，一些國家相繼把可燃冰作為后續(xù)能源進(jìn)行開發(fā)研究,，對可燃冰的科學(xué)考察取得了可喜成績。美國,、日本等國家先后在海底獲得了可燃冰實物樣品,，而加拿大在凍土帶內(nèi)找到了可燃冰。因此，有專家指出,，可燃冰這種新型能源一旦得到開采，將使人類的燃料使用史延長幾個世紀(jì),。

據(jù)粗略估算,，在地殼淺部,，可燃冰儲層中所含的有機碳總量大約是全球石油,、天然氣和煤等化石燃料含量的兩倍，海底可燃冰的儲量夠人類使用1000年,。世界上絕大部分的可燃冰都分布在海洋里,，據(jù)科學(xué)家估算，海洋里可燃冰的資源量是陸地上的100倍以上,，海底可燃冰分布的范圍約占海洋總面積的10％,，大約4000萬平方公里,，是迄今為止海底最具價值的礦產(chǎn)資源,。據(jù)最保守的統(tǒng)計，全世界海底可燃冰中儲存的甲烷總量約為1?8億億立方米,，約合1?1萬億噸,，如此數(shù)量巨大的能源是人類未來動力的希望，是21世紀(jì)具有良好前景的后續(xù)能源,。

可燃冰的使用價值甚至比石油還高,，1平方公里的可燃冰等于164平方公里的常規(guī)天然氣藏；它又具有獨特的高濃縮氣體的能力,，也就是說,，高濃度氣體等于高儲量。充填甲烷的可燃冰的能量密度是煤和黑色頁巖的10倍左右,，由此可見,，可燃冰是一種罕見的高能量密度的能源。

據(jù)專家估算,，在全世界的邊緣海,、深海槽區(qū)及大洋盆地中，目前已發(fā)現(xiàn)的水深3000米以內(nèi)沉積物中可燃冰中的甲烷資源量為2?1×1016立方米(2?1萬萬億立方米),。以上儲量的估算尚不包括可燃冰層之下的游離氣體,，因此,，“可燃冰”很可能就是解決人類能源不足的希望所在。

可燃冰的儲量如此之大,，分布范圍如此之廣,，而且清潔高效，是石油,、煤,、天然氣等傳統(tǒng)能源所無法比擬的，點燃了人類21世紀(jì)能源利用的希望之光,，被西方學(xué)者稱為21世紀(jì)能源或未來新能源,。

6. 海洋可燃冰模擬裝置原理圖

這種機器魚是科學(xué)家們根據(jù)仿生學(xué)原理設(shè)計制造的，它們游動起來酷似真正的鯉魚,，身體在發(fā)動機的推動下來回擺動,，并用鰭和尾來改變它們的游動方向，其游動速度可望達(dá)每秒半米,。

它們將分別配備不同的傳感器來探測不同的污染物，之后科學(xué)家再用這些數(shù)據(jù)繪制實時的水污染3D圖,，好讓環(huán)保部門采取最好辦法來清除這里的污染物,。科學(xué)家表示,，他們會讓這些機器魚充電一次就能在水中持續(xù)游動24小時,。

美國華盛頓大學(xué)的研究人員已經(jīng)成功地研制出三條機器魚，在水中游泳時可互相交流,。該機器魚,，就像真魚一樣，依靠鰭游泳,。機器魚還能追逐獵物,，如漂流物或小魚。機器魚的后部有兩片平行于水面的尾舵,，隨著尾舵轉(zhuǎn)動,，機器魚可以上浮和下潛。還有一條豎直的尾鰭,，用來保證平穩(wěn),。機器魚唯一的動力來自尾巴。這片尾巴,，由后部伸出的一只機械臂帶動,。機器魚模仿的是鮭魚的動作。鮭魚的劃水動作看似簡單,，其實科學(xué)家需要利用專門的仿生學(xué)研究其軌跡,，得出相應(yīng)的算法,，好指揮機械尾巴運動，做到盡量平滑,。

7. 海域 可燃冰

世界上海底天然氣水合物已發(fā)現(xiàn)的主要分布區(qū)是大西洋海域的墨西哥灣 ,、加勒比海、南美東部陸緣,、非洲西部陸緣和美國東海岸外的布萊克海臺等,，西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海,、千島海溝,、沖繩海槽、日本海,、四國海槽,、日本南海海槽、蘇拉威西海和新西蘭北部海域等,，東太平洋海域的中美洲海槽,、加利福尼亞濱外和秘魯海槽等，印度洋的阿曼海灣,，南極的羅斯海和威德爾海,，北極的巴倫支海和波弗特海，以及大陸內(nèi)的黑海與里海等,。

8. 世界對海洋可燃冰的開采現(xiàn)狀和技術(shù)如何?

中國成為繼加拿大1992年在北美麥肯齊三角洲,、美國2007年在阿拉斯加北坡發(fā)現(xiàn)天然氣水合物之后，第三個在陸地發(fā)現(xiàn)可燃冰的國家,，也是第一個在中低緯度凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)“可燃冰”的國家,。

　　可燃冰在青海的發(fā)現(xiàn)，也給大興安嶺,、青藏高原凍土帶的可燃冰勘查帶來示范意義,。

　　根據(jù)目前測算，我國215萬平方公里的凍土區(qū)下,，可燃冰的遠(yuǎn)景資源量可達(dá)350億噸油當(dāng)量,，可供中國使用近90年。而關(guān)于有媒體報道時將“資源量”說成“儲量”,，祝有海和文懷軍都給予了批駁,。目前科學(xué)家只勘查到“遠(yuǎn)景資源量”，還不能根據(jù)已知的情況計算出海域和陸域可燃冰的具體儲量,，“可燃冰的遠(yuǎn)景資源量是根據(jù)局部地區(qū)的勘查結(jié)果計算的,，結(jié)果往往和實際儲量存在差距。現(xiàn)在只打了幾個孔,，而且距離很近,，還無法計算整體儲量,。”文懷軍說,。

　　如今,，青海105隊的工作人員們已經(jīng)從木里撤回了西寧。但有關(guān)工作并沒有因此停止,。在西寧的辦公室里,，文懷軍即使周六、周日,，也都在工作,。而祝有海、張永勤等科技人員們現(xiàn)在還在緊張地規(guī)劃明年,、乃至以后的計劃,，木里的可燃冰研究、開采,、利用之路,，才僅僅是揭開了序幕的一角。

9. 可燃冰是海洋能源嗎

可燃冰屬于清潔能源,可燃冰會成為我們21世紀(jì)最新的潔凈新能源,?？扇急鶎嵸|(zhì)上是甲烷被水分子籠包圍.作為能源,發(fā)揮作用的是甲烷。

“可燃冰”,，學(xué)名叫“天然氣水合物”，因為主要成分是甲烷,，因此也常稱為“甲烷水合物”,。在常溫常壓下它會分解成水與甲烷，“可燃冰”可以看成是高度壓縮的固態(tài)天然氣,?！翱扇急蓖獗砩峡此癖瑥奈⒂^上看其分子結(jié)構(gòu)就像一個一個“籠子”,，由若干水分子組成一個籠子,，每個籠子里“關(guān)”一個氣體分子。目前,，可燃冰主要分布在東,、西太平洋和大西洋西部邊緣，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男履茉?，但由于開采困難,，海底可燃冰至今仍原封不動地保存在海底和永久凍土層內(nèi)。

10. 海洋可燃冰開采

南海位于西太平洋的邊緣,，面積遼闊,，蘊藏著豐富的石油,、天然氣資源。1956年,，鶯歌海的漁民發(fā)現(xiàn)了沸水石油氣苗,，拉開了中國石油下海找油的序幕。隨著南海地質(zhì)調(diào)查的逐步展開,，大量的石油天然氣被人們發(fā)現(xiàn),。初步估計，整個南海的石油地質(zhì)儲量大致在230億～300億噸之間,，約占我國全部石油資源量的1／3,，是世界四大海洋油氣聚集中心之一，因此南海被譽為“第二個波斯灣”,。南海是我國最重要的未來能源儲藏地,。南海不但蘊藏著豐富的石油資源，而且還是蘊藏可燃冰的寶藏,。浩瀚的南海潮起潮落,，浪奔浪流，然而,，卻有大面積的可燃冰沉睡在南海海底,。

1999年，國土資源部啟動“可燃冰”海上勘查,，上百位科學(xué)家歷經(jīng)9年艱苦探索,，累計投入經(jīng)費5億元，取得了“可燃冰”賦存的一系列地球物理,、地球化學(xué),、地質(zhì)和生物等有利證據(jù)。初步預(yù)測,，我國南海水部陸坡存在著上百億噸油當(dāng)量的可燃冰,。在2002年，中國地質(zhì)調(diào)查局組織有關(guān)單位在我國南海海域某區(qū)首次開展天然氣水合物資源調(diào)查工作中發(fā)現(xiàn)：在采集的高分辨率多道地震剖面上,，初步鑒別出在400多公里地震剖面上,、面積為8000多平方公里的區(qū)域上存在有“可燃冰”氣藏的顯示標(biāo)志，顯示出了巨大的資源前景,。

南海海底蘊藏著豐富的可燃冰現(xiàn)已探明,，在我國南海可燃冰儲量相當(dāng)于中國現(xiàn)有已探明石油,、天然氣資源的一半,。此外，在西沙海槽已初步圈出可燃冰分布面積為5242平方公里,，其資源量估算達(dá)4?1萬億立方米,。

2005年10月,，我國海域天然氣水合物資源調(diào)查與評價專項技術(shù)專家組第二次會議在廣州召開，三大重要地質(zhì)勘查成果讓專家們欣喜不已：我國海域存在“可燃冰”,，南海北部陸坡具有良好的“可燃冰”資源遠(yuǎn)景,；初步圈定了南海北部陸坡“可燃冰”遠(yuǎn)景最有利的重點目標(biāo)區(qū)。這些成果：達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo),。

勘查成果讓人激動,，探索過程卻充滿坎坷。在國內(nèi)沒有太多該領(lǐng)域的經(jīng)驗的情況下,，研究人員遇到無法解決的難題,，便只能往國外跑；為了取得第一手的數(shù)據(jù),，課題組僅海上實驗就進(jìn)行了12次,。

2007年4月21日，我國正式啟動南海北部陸坡海域天然氣水合物鉆探工作,。由中國地質(zhì)調(diào)查局統(tǒng)一組織部署,，分兩個航次實施。采集“可燃冰”實物樣品是公認(rèn)的世界性難題,，因為這次鉆探任務(wù)艱巨,，由我國科學(xué)家和來自9個國家的外國科學(xué)家和工程技術(shù)人員聯(lián)合進(jìn)行，由我國科學(xué)家主持科研和調(diào)度工作,。在航次鉆探開始前,，科學(xué)家經(jīng)過地球物理資料的精細(xì)處理和反復(fù)研究，圈定出2個重要目標(biāo)區(qū),，確定了8個鉆探井位,。

2007年5月1日凌晨，鉆探船在南海北部神狐海域的一號鉆探站位,，在海底以下183～201米，水深約1245米處取得樣品,，含水合物沉積層厚度18米,，水合物豐度約20％，氣體中甲烷含量為99?7％,。鉆探獲取海底多段沉積物巖心,。科學(xué)家獲得巖心之后,，立即在現(xiàn)場對巖心進(jìn)行X射線影像,、紅外掃描和數(shù)十項測試。經(jīng)過技術(shù)分析,，確認(rèn)多個層段含有分散浸染狀和薄層狀天然氣水合物,。檢測分析之后,，考察人員在現(xiàn)場迅速剖開巖心。由于外部環(huán)境不適合水合物的存在,，巖心樣品大部分迅速分解氣化,，但在樣品新鮮切面仍然清晰保留著細(xì)小斑點狀的天然氣水合物的白色晶體?？茖W(xué)家將保壓巖心樣品放入水中,，水中立刻涌出了大量氣泡，用明火將這些釋放的氣體直接點燃,，這些氣體燃起了旺盛的藍(lán)色火苗,。

5月15日，在第一個站位取得成功鉆探成功之后,，他們又在第四個站位成功獲得了天然氣水合物實物樣品,。樣品取自海底以下191～225米，水深1230米,。其測試結(jié)果更是振奮人心,，測井、溫度等各項分析數(shù)據(jù)證實,，天然氣水合物的沉積層厚度達(dá)34米,，水合物豐度為20％～43％，氣體中甲烷的含量高達(dá)99?8％,。無論是礦層厚度之大,、水合物豐度之高，還是甲烷含量之純,，都遠(yuǎn)超出世界上其他地區(qū)類似分散浸染狀的水合物,。我國不僅只鉆了3口半探井就成功獲得了天然氣水合物實物樣品，而且這是一種從未被發(fā)現(xiàn)的全新類型,。在神狐海域,，我們獲得了一個神奇的成功。這一成功是我國科學(xué)家歷經(jīng)10年艱苦努力所獲得的成果,。