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Hydrate Technologies for CO2 Capture and Sequestration: Status and Perspectives
Chemical Reviews ( IF 51.4 ) Pub Date : 2024-08-27 , DOI: 10.1021/acs.chemrev.2c00777 Pengfei Wang 1, 2 , Yun Li 1 , Ningru Sun 2, 3, 4 , Songbai Han 1 , Xiaomeng Wang 1 , Qinqin Su 1 , Yanjun Li 3 , Jian He 5 , Xiaohui Yu 6 , Shiyu Du 7, 8, 9 , Joseph S Francisco 10 , Jinlong Zhu 1 , Yusheng Zhao 11
Chemical Reviews ( IF 51.4 ) Pub Date : 2024-08-27 , DOI: 10.1021/acs.chemrev.2c00777 Pengfei Wang 1, 2 , Yun Li 1 , Ningru Sun 2, 3, 4 , Songbai Han 1 , Xiaomeng Wang 1 , Qinqin Su 1 , Yanjun Li 3 , Jian He 5 , Xiaohui Yu 6 , Shiyu Du 7, 8, 9 , Joseph S Francisco 10 , Jinlong Zhu 1 , Yusheng Zhao 11
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CO2 capture and sequestration based on hydrate technology are considered supplementary approaches for reducing carbon emissions and mitigating the greenhouse effect. Direct CO2 hydrate formation and CH4 gas substitution in natural gas hydrates are two of the main methods used for the sequestration of CO2 in hydrates. In this Review, we introduce the crystal structures of CO2 hydrates and CO2–mixed gas hydrates and summarize the interactions between the CO2 molecules and clathrate hydrate/H2O frames. In particular, we focus on the role of diffraction techniques in analyzing hydrate structures. The kinetic and thermodynamic properties then are introduced from micro/macro perspectives. Furthermore, the replacement of natural gas with CO2/CO2–mixed gas is discussed comprehensively in terms of intermolecular interactions, influencing factors, and displacement efficiency. Based on the analysis of related costs, risks, and policies, the economics of CO2 capture and sequestration based on hydrate technology are explained. Moreover, the difficulties and challenges at this stage and the directions for future research are described. Finally, we investigate the status of recent research related to CO2 capture and sequestration based on hydrate technology, revealing its importance in carbon emission reduction.
中文翻译:
二氧化碳捕获和封存的水合物技术:现状和前景
基于水合物技术的CO 2捕获和封存被认为是减少碳排放和减轻温室效应的补充方法。直接CO 2水合物形成和天然气水合物中的CH 4气体替代是用于在水合物中封存CO 2的两种主要方法。在这篇综述中,我们介绍了CO 2水合物和CO 2混合气体水合物的晶体结构,并总结了CO 2分子和笼形水合物/H 2 O框架之间的相互作用。我们特别关注衍射技术在分析水合物结构中的作用。然后从微观/宏观角度介绍了动力学和热力学性质。并从分子间相互作用、影响因素、驱油效率等方面对CO 2 /CO 2混合气置换天然气进行了全面讨论。通过对相关成本、风险和政策的分析,解释了基于水合物技术的CO 2捕集和封存的经济性。并阐述了现阶段面临的困难和挑战以及未来研究的方向。最后,我们调查了基于水合物技术的CO 2捕获和封存相关的最新研究现状,揭示了其在减少碳排放方面的重要性。
更新日期:2024-08-27
中文翻译:
二氧化碳捕获和封存的水合物技术:现状和前景
基于水合物技术的CO 2捕获和封存被认为是减少碳排放和减轻温室效应的补充方法。直接CO 2水合物形成和天然气水合物中的CH 4气体替代是用于在水合物中封存CO 2的两种主要方法。在这篇综述中,我们介绍了CO 2水合物和CO 2混合气体水合物的晶体结构,并总结了CO 2分子和笼形水合物/H 2 O框架之间的相互作用。我们特别关注衍射技术在分析水合物结构中的作用。然后从微观/宏观角度介绍了动力学和热力学性质。并从分子间相互作用、影响因素、驱油效率等方面对CO 2 /CO 2混合气置换天然气进行了全面讨论。通过对相关成本、风险和政策的分析,解释了基于水合物技术的CO 2捕集和封存的经济性。并阐述了现阶段面临的困难和挑战以及未来研究的方向。最后,我们调查了基于水合物技术的CO 2捕获和封存相关的最新研究现状,揭示了其在减少碳排放方面的重要性。