太赫兹电磁波调控甲烷水合物分解

摘要：

甲烷水合物具有分布范围广、资源储量大、能量密度高、清洁无污染等特点,因此一经发现便得到人们的广泛关注.虽然如此,甲烷水合物的开采存在较多的困难,主要涉及笼型甲烷水合物的分解过程,因此本文通过分子动力学模拟,探索太赫兹电磁波对该水合物分解的特异性影响.通过分析甲烷水合物中水分子的振动谱,发现其区别于体相水在低温下的特异性振动峰.通过引入频率与该振动峰中心频率一致的太赫兹波发现,该电磁场会破坏甲烷水合物原有的氢键网络,降低甲烷周围水分子的配位数,从而使甲烷分子从水笼中脱离.进一步地,对序参数F4的分析也证明,在太赫兹电磁刺激下,甲烷壳层水由原来的晶体水变成了液态水.同时证明了该频率具有相比于其他频率的绝对优势,因此具有其特异性.本文的发现有望通过非热效应来实现甲烷水合物的分解,高效、低能耗地提高开采效率,推动未来新能源的发展.

关键词：太赫兹;甲烷水合物;氢键;分解;分子动力学

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资助基金：国家重点研发计划;国家自然科学基金;上海市青年科技英才扬帆计划;国防科技创新特区资助的课题

在线出版日期：2022-01-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：353-360