تسریع فرایند هسته زایی به کمک نانومواد متخلخل در ذخیره سازی گاز

فرایند هسته زایی در ذخیره سازی گاز طبیعی به صورت جامد از مراحل کلیدی در حجم ذخیره سازی و پایداری گاز ذخیره شده تحت شرایط محیطی می باشد که می توان با کنترل این مرحله، شرایط ذخیره سازی گاز را بهبود داد. در این تحقیق سعی شده است از نانوساختارهای متخلخل استفاده شود تا ضمن بهره مندی از خواص حرارتی نانوذرات در پایداری گاز جامد شده بتوان از تخلخل در ابعاد نانویی حجم ذخیره سازی را افزایش داد. از این رو استفاده از گرافن نانومتخلخل خالص و عاملدار شده در قالب نانوسیال پایدار ارزیابی شدند و نتایج حاصل از آن با یکدیگر مقایسه گردیدند. فرایند جامدسازی گاز با غلظت ۱٪ وزنی در فشار ۱۰۰۰psig و دمای ۴ درجه سانتی گراد انجام شد. نتایج به دست آمده با یک نمونه شاهد حاوی آب/سورفکتنت و یک نمونه شاهد آب خالص مقایسه و مشاهده شد که فرایند عاملدار کردن با حذف سورفکتنت از محیط در نهایت عملکرد بهتری را از خود به جای می گذارد. همچنین مشاهده شد علی رغم اینکه گاز جامد شده در حضور گرافن نانومتخلخل پایداری کمتری از نمونه شاهد دارد اما بعد از رسیدن به شرایط پدیده خودنگهداری، میزان گاز ذخیره شده در ساختار گرافن نانومتخلخل از مقدار مربوط به نمونه شاهد بیشتر است. گرافن به تنهایی فرایند انحلال را ۶۷/۲٪ و زمان فرایند القا را تا ۷۱٪ کاهش و مقدار ذخیره سازی را ۶۷ درصد افزایش داده است. همچنین ملاحظه می شود که گرافن نانومتخلخل در ذخیره سازی گاز همان نقش سورفکتنت را ایفا می کند با این تفاوت که پایداری را افزایش می دهد. این در حالی است که سورفکتنت باعث کاهش این پایداری و افزایش نرخ تجزیه گاز می گردد.

کلیدواژه ها:

هسته زایی ، گرافن نانومتخلخل ، ذخیره سازی ، گاز