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

فرایند هسته زایی در ذخیره سازی گاز طبیعی بصورت 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 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 مورد ارزیابی قرار گرفته و نتایج حاصل از آن با یکدیگر مقایسه شدند. فرایند جامد سازی گاز با غلظت 1% وزنی در فشار psig 1000 و دمای 4 درجه سانتی گراد انجام شد. نتایج بدست 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 بجای 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 %2/67 و زمان فرایند القا را تا %71 کاهش داده و مقدار ذخیره سازی را %67 افزایش داده است. همچین 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.