Hollow Silica: A novel Material for Methane Storage

La silice creuse : Un nouveau matériau pour le stockage de méthane

¹ Gas Hydrate Group, National Geophysical Research Institute (Council of Scientific & Industrial Research), Hyderabad – 500 007 – India
² Department of Physics, Osmania University, Hyderabad – 500 007 – India
e-mail: psrprasad@ngri.res.in

^* Corresponding author

Abstract

Methane gas storage in the form of Methane Hydrate (MH) in hollow silica was studied and compared with solid silica and pure water systems. The gas hydrate growth/dissociation was monitored by following the pressure (gas intake) – temperature variations in a classical isochoric process. The effect of stirring on the hydrate formation kinetics and yield was clearly evidenced in the case of solid and pure water systems, whereas it did not show any influence in hollow silica; and in fact, the yields remained identical in both stirring and non-stirring experiments. Approximately 3.6 m.mol of methane per gram of water was consumed as MH in the hollow silica matrix and the formation kinetics was extremely fast (~180 min). However, the methane gas conversion into MH in solid silica and pure water systems was ~ 10 times higher in a stirred reactor when compared with a non-stirred system.

Résumé

Le stockage de gaz méthane sous la forme d’hydrate de méthane (MH, Methane Hydrate) dans de la silice creuse a été étudié et comparé à un système de silice pleine avec de l’eau pure. La croissance/dissociation de l’hydrate gazeux a été contrôlée en suivant les variations de pression (admission du gaz) et de température dans un processus isochore classique. L’effet de l’agitation sur la cinétique de formation des hydrates et le rendement d’un hydrate a été clairement mis en évidence, dans le cas de systèmes d’eau pure et de silice pleine, tandis qu’il ne présente aucune influence dans la silice creuse ; et en fait, les rendements restent identiques à la fois dans des expériences avec agitation et sans agitation. Environ 3,6 m.mol de méthane par gramme d’eau ont été consommés sous forme de MH dans la matrice de silice creuse et la cinétique de formation a été extrêmement rapide (~180 min). Toutefois, la conversion du méthane en MH dans le système de silice pleine avec de l’eau pure s’est avérée environ 10 fois supérieure dans un réacteur agité par rapport à un système non-agité.