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| 氣體水合物 |
水合物是水和天然氣的物理(非化學)上的混合物，它是在壓力和溫度遠遠高於水的凝固點條件下形成的。這些水合物是水晶固體，是自由水中的天然氣在所謂的「水合物溫度」或低於這個溫度時形成的。水合物的形成與在露水點溫度或低於這個溫度時水蒸氣的冷凝過程是不同的，但是冷凝水的確提供了水合物形成所必須的系統中的自由水。
簡介
人們通常見到的主要能源都是可以直接燃燒的煤炭、石油和天然氣，難以想到蘊藏在海底的冰塊晶體形式的甲烷水合物居然也是「可燃的」。儘管火焰與冰塊是「水火不相容」的一對組合，然而世界各地陸續發現了海底天然氣水合物。這種甲烷水合物物質同樣可以燃燒發熱。它使越來越多的科學家相信，未來潔淨能源的最大部分將來自海底。由於天然氣水合物具有能量高(1立方米水合物可釋放164立方米甲烷氣)、分布範圍廣、埋藏深度淺、規模儲量巨大等特點，專家普遍認為它將成為21世紀的新型能源。據初步估算，全球天然氣水合物資源量相當於現有煤炭、石油和天然氣總量的兩倍，約為10億億～12億億立方米，足夠人類使用數萬年。從地理和產地來看，這些資源絕大部分分布在水深大於300米的海底之下。只有海底的溫度、壓力條件合適，甲烷冰才能在深水陸坡區的鈣質沉積、硅質沉積和深海黏土中生成。沉積物一旦出現這種甲烷冰，就形成不透水、不透氣的隔離層。該層底下沉積中的甲烷氣就無法泄漏逃逸，從而使這種隔離層成為天然氣礦藏的「封閉層」。由於甲烷氣無法在常溫常壓下存在，取到海面上的甲烷冰會立刻變成水和氣，所以不能用常規地質方法對它進行鑽探和取樣，而只能採用先進的聲波探測技術對它勘查和使用高保真技術進行採樣來保持它的原生狀態。儘管世界各國學者計算的天然氣水合物資源量不盡一致，250萬億至7.6億立方米不等，但它是一種巨大的潛在能源卻是公認的。比較統一的估算結果大約相當於2.1億億～4億億立方米的甲烷量。調查比較詳細，發現具有勘探開發遠景的主要地區有：北美大陸架邊緣卡羅來納州近海布萊克海台(儲量42萬億～52.5萬億立方米，可滿足美國105年的天然氣需求)、俄勒岡州Cascadia海隆區、日本列島周緣海域(甲烷資源量為7.4萬億立方米，可滿足日本100年的能源需求)、西太平洋沙茨基海嶺、黑海周圍海域、南大西洋新西蘭北島東岸近海、澳大利亞東部近海蒙勳爵海台、印度西海岸阿拉伯海域、韓國東南部近海郁龍盆地，中國南海神狐海域、西沙海槽、東海沖繩海槽和台灣島西南海域等。
評價
由於氣體水合物的結構是研究水合物組成、相平衡熱力學和反應動力學等性質的基礎，因此，對水合物結構的研究仍在繼續進行之中，對其結構的洋細情況的了解也在不斷地完善和深入，對氣體水合物結構的認識同時也促進了氣體水合物理論的發展。X射線、電介體技術、核磁共振以及遠紅外線等技術的應用也為研究水合物結構提供了更趨完備的技術手段。水合物的一個顯著特點是其組成的不確定性，其組成取決於體系的溫度、壓力以及共存的流體相組成。由於在實驗中無法將水合物從體系中分離出來，因此不能採用熱分解的方法準確測定水合物的組成。Miller和Strong用化學平衡常數的間接方法計算水合物的水合數(即水合物中平均每個客體分子周圍的水分子數)。Cady採用一個簡單的玻璃實驗裝置測定了氯氣等水合物在常壓下0℃時的水合物，但對於精確測定較高壓力下的水合物組成還有一定困難，大多採用熱力學理淪模型計算實際的水合物組成。水合物的密度一般大於1.0g/cm3除熱膨脹和熱傳導性質外，其光譜性質、力學性質及傳遞性質同冰相似。。[1]