Thermodynamic Phase Equilibria and Formation Kinetics of Cyclopentane, Cyclopentanone and Cyclopentanol Hydrates in the Presence of Gas Guest Molecules including Methane and Carbon Dioxide

Abstract

가스 하이드레이트는 물 분자간 수소 결합에 의해 만들어진 3차원 격자 구조 내부에 저 분자량의 가스 또는 유기 분자가 포집되어 있는 포접 화합물이다. 자연계에는 상당 양의 천연가스가 가스 하이드레이드 형태로 영구 동토층 또는 해저 퇴적층에 저장되어 있으며, 따라서 차세대 에너지원으로 주목받고 있다. 이 밖에도 가스 수송 및 저장, CO2 포집, 해수 담수화 등 다양한 분야에 응용하고자 하는 노력이 계속되고 있다. 특히, 가스 저장 및 다양한 분야에서의 응용을 위한 새로운 유기 물질에 의한 가스 하이드레이트의 거동에 관한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 상대적으로 저압의 조건에서 가스 하이드레이트를 형성하는 유기 분자인 Cyclopentanol을 이용하여 가스 하이드레이트 시스템의 열역학 및 분광학적 분석을 수행하였다. CO2가 첨가된 Cyclopentane, Cyclopentanol 및 Cyclopentanone 하이드레이트 시스템에 대한 작용기 차이에 따른 열역학적 및 속도론적 관점에서의 차이를 비교하였다.