Molecular Insight into the Growth of Hydrogen and Methane Binary Hydrates
Notice bibliographique
Résumé
H 2 is considered as the ideal fuel; however, the storage and transportation of H 2 limit its usage. Clathrate hydrates are candidate materials for H 2 storage and transportation. Because of the extreme conditions necessary to stabilize the pure H 2 hydrate, additives are proposed to stabilize a mixed H 2 hydrate. Compared to the widely studied H 2 + tetrahydrofuran binary hydrates, H 2 + CH 4 binary hydrates contain a higher energy density. In this study, we study the growth of H 2 + CH 4 binary hydrates for two sets of temperature and pressure conditions by using molecular dynamics simulations with atomic models. Our results show that CH 4 acts as a thermodynamic promoter for H 2 + CH 4 hydrate formation, while H 2 acts as a kinetic promoter for H 2 + CH 4 hydrate growth at some of our working conditions. We find that there is a maximum growth rate of H 2 + CH 4 binary hydrates at 250 K when the pressure is 50 MPa, and at fixed temperature, the growth rate of H 2 + CH 4 binary hydrates shows a positive correlation with pressure. We also find that adding H 2 in the gas phase, decreasing temperature (not smaller than 240 K), or increasing pressure can dramatically reduce the percentage of empty cages in the grown hydrate. Moreover, with increasing temperature, the occupancy of 5 12 and 5 12 6 4 cages by H 2 decreases, and inversely, the occupancy of cages by CH 4 increases when the temperature is above 240 K. With increasing pressure, there is an increase in the percentage of 5 12 cages occupied by H 2, where the ratio of H 2 and CH 4 occupied cages in the grown hydrate can be 3:1 at 250 K and 80 MPa. However, the occupancy of 5 12 6 4 cages by H 2 and CH 4 remains relatively constant with increasing pressure. In addition, at our working conditions, 5 12 6 4 cages can be double-occupied by H 2, and several 5 12 6 4 cages can be occupied by H 2 and CH 4 or triple H 2 . Our simulations show that the solubility and diffusivity of guest molecules, especially CH 4, in solution dominate the growth process.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».