活性炭儲存甲烷的優點

　　利用吸附存儲天然氣是一種節能的技術，可用于在低壓和室溫下儲存天然氣。通過活性炭吸附儲存天然氣與液化天然氣和壓縮天然氣技術相比具有多種優勢?；钚蕴渴且环N吸附材料，在水處理，廢氣處理，化學凈化，氣體分離，溶劑回收和儲能等方面具有多種應用。利用吸附存儲甲烷主要是活性炭在存儲和運輸中提供了諸如在給定氣體密度下降低氣體燃料箱的操作壓力和在給定壓力下增加甲烷存儲容量的優點。

　　用于進行儲存甲烷的活性炭產業結構

活性炭的復雜結構可以描述為沿隨機方向的石墨烯層三維網絡，在本期中，我們開發了一個新的微孔結構模型。研究了不同工藝下孔隙率、骨架密度、比表面積和單位體積之間的結構關系。在室溫下測試了活性炭儲容積與超臨界甲烷的關系。所提出的活性炭模型考慮了活化的程度。全活化法的結果是單層石墨烯薄片以隨機方向排列。圖1為活性炭掃描透射電子顯微鏡(STEM)顯微圖，活化劑與原料的比例為3：1。進一步的侵蝕性活化導致石墨烯薄片的尺寸減小，比表面積增加。與無限大的石墨烯薄片相比，額外的表面積來自于被截斷的石墨烯薄片的邊緣位置。部分活化法導致部分活化，石墨烯層和非活化組分的結合導致較低的表面積和顆?？紫堵蕿?.52。

圖1完全活性炭和部分活性炭的STEM顯微照片。

在先前提出的活性炭微孔隙度模型中，表面積和孔隙度被視為兩個獨立的變量。通過限制石墨烯片的長度在100到180之間，通過改變石墨層的平均層數，我們計算了孔隙率和比表面積之間的關系。圖2顯示了孔隙率和表面積之間的關系。

圖2:活性炭比表面積與孔隙率的關系。

　　活性炭的重量與體積與甲烷進行儲存的關系

經試驗，發現活性炭重量的過度吸附與比表面積成正比。然而，對于氣體儲存應用，重量和容量存儲容量是重要的指標。圖3圖2顯示了兩種不同的活性炭過吸附、重量儲存容量、體積儲存容量和孔隙率之間的關系。第一個模型將孔隙率和一個特定的表面視為兩個自變量，而第二個模型將它們視為因變量。第一個模型表明，過量吸附與孔隙率無關，通過增加孔隙率來增加重量儲存能力，通過增加孔隙率來降低體積儲存能力。通過將孔隙率和表面積作為兩個因變量，增加孔隙率會增加重量過吸附和重量儲存能力。

圖3：活性炭重量與容量的關系。