未来的人类能源

作为现代人类赖以生存的第一能源,石油正在以飞快的速度被消耗,为此,世界各国的能源专家都致力于寻找和开发石油的替代能源。除了广为人知的太阳能、潮汐能等能源外,还有许多种能源也被科学家设想为可以有效利用的“石油后”能源。改良煤炭虽然人类使用煤炭的历史远远长于使用石油,但是在今天,煤炭的“可持续时间”仍然比石油长得多——据勘探数据显示,地球上的煤炭至少还可以使用200～300年,而石油的可用时间则     

开发能源资源的思考与选择

人类大约在２１世纪后期将面临石油资源枯竭的问题。按传统的石油地质知识和理论,几乎没有可能再发现巨大的油田,从全球发展的角度,结合中国国情,我国未来能源的选择是：（１）研究和拓宽常规石油和天然气资源勘探领域,开发海域和西北诸盆地油气资源;（２）研究和发展非常规石油和天然气资源;非生物成因气、深层油气、甲烷水合物、煤层气等;（３）发展清洁煤技术和气化、液化技术,清洁高效、控制利用煤,以煤转电并注意保护     

AlCl3介质中甲烷水合物相平衡PT轨迹

天然气水合物形成／分解过程和稳定存在的条件是能否进行天然气资源精确评价和水合物灾害防治的技术关键，用可视蓝宝石高压釜水合物实验装置，测定了甲烷水合物在AlCl3溶液中的三相（甲烷水合物－AlCl3溶液－甲烷气）平衡条件，结果表明，当压力在4．040－8．382MPa范围时，形成甲烷水合物的温度在272．15－278．15K之间，随着压力增大，生成甲烷水合物的温度下降，同时，对相同库尔浓度的AlCl3，KCl溶液和其他盐类介质中甲烷水合物生成／分解的PT轨迹和抑制作用进行了研究，并与前人分析结果进行了比较，获得了甲烷水合物相平衡压力与温度的经验公式，认为在盐类溶液（介质）中，AlCl3溶液对甲烷水合物生成具有很好的抑制作用。     

石油,来自地球深处

大多数人深信石油和天然气(其主要成份为甲烷)是起源于生物质。按照这种理论,动植物遗骸先被埋藏,后经热和压力作用最终形成了这种碳氢化合物。大约一百年前,这种观点问世时,它看来是对产于地表或浅部的这些神秘而有用的奇怪流体的唯一可能的解释。那时的化学家几乎都不敢想象石油和甲烷这类碳氢化合物的生成能够离开生物界的帮助:认为它们是“有机化学”中的化合物——“有机化学”这一术语也就是在那时应运而生。     

流动的地下水对煤层含气性的破坏机理

水文地质条件对煤层气的赋存影响很大，在地下水动力条件强的地区煤的含气量比较低；地下水相对滞流的地区，煤层气含量较高．显然，流动的地下水对煤层气的保存不利．但在地下水带走煤层甲烷的机理上，研究得比较薄弱．根据流动的地下水不仅使煤的含气量降低，同时也导致了煤层甲烷碳同位素的分馏作用，使煤层甲烷的碳同位素值大幅度变轻的现象，提出流动的地下水带走煤层甲烷的方式主要是通过水对甲烷的溶解作用，然后被地下水带走，而并非是通常认为的水驱作用，也并非是煤层甲烷通过盖层的扩散作用导致强水动力条件地区煤层气含量降低．只有水溶作用才能使煤层气甲烷的碳同位素发生分馏作用且使煤层气中的甲烷碳同位素变轻，是流动地下水带走甲烷的有效途径，破坏煤层的含气性．     

未来的新能源──甲烷干冰

最近,日本一家石油公司宣布,他们在日本近海的深海底发现了数量极大的甲烷干冰资源。这是迄今为止探测出的海底最大的能源群。人们也称这种甲烷干冰为“可燃冰”。甲烷是天然气的主要成分,这次发现的海底资源,作为燃料,如果好好地加以利用的话,预计可以供日本使用100年以上。这对于能源十分缺乏的日本而言,绝对是一个极富吸引力的大话题。然而,不尽人意的是,甲烷干冰倘若在某些不利因素的诱导下,可能会突然发生融化,造成海底滑坡,引发海啸,并有可能导致地球温度上升,破坏生态环境。因此,引起了世界不少科学家的热切关注。日…     

观察与思考

转基因作物如果放在全球来看的另一种风险是，高新技术公司和集团可能会凭借手中的技术资源来垄断全球的粮食、生产和生活资源。一个不容忽视的事实是，现在全球转基因作物的总种植面积91%为一家跨国公司——孟山都（Monsanto）——所拥有，这为高技术公司垄断资源创造了条件。正如石油生产国组织一样，如果全球需求量高就提高油价，需求量低就减少开采而维持油价。     

未来能源在海底

当科学家想到能源时,浮现在脑海中的常常是火焰,而不是冰块。 火焰和冰块也许是一对风马牛不相及的组合,但是越来越多的科学家相信,未来洁净能源的最大一部分也许藏在海底──以冰冷的能够燃烧的冰块晶体形式存在。 这种称为水合甲烷的物质大量沉积在大陆架的边缘,有机沉淀物在这个压力巨大而且温度寒冷的地方存在了数百万年。初步证据表明,这些物质的储备量也许超过了石油、煤炭和天然气的总和。 最近率领一个考察队前往卡罗来纳近海布莱克海脊进行考察的查尔斯·波尔认为,单是这种形成物就含有足够的甲烷满足美国１０５年的天然气…     

可燃冰:21世纪的能源新宠

随着世界上石油、天然气资源的日渐耗尽,各国的科学家正在致力寻找新的替代能源. 可燃冰(天然气水合物)被称为21世纪最具商业开发前景的战略资源,正受到各国政府的重视.据专家估算:在全世界的边缘海、深海槽区及大洋盆地中,目前已发现的水深3 km以内沉积物天然气水合物中,甲烷资源量为2.1亿亿m3,水合物中甲烷的碳总量相当于全世界已知煤、石油和天然气总量的两倍,可满足人类1000年的需求.     

冷中子的性能

英国研究人员研制了一种设备,用它能研究润滑油和燃料在火箭推进器工作期间的品性,以验查结构的缺陷。在这台设备中使用了引自原子核反应堆的速度较慢的中子。这种中子甚至有一个专门的名称,叫冷中子。冷中子具有许多绝妙的特性。在上述场合只用上它们的一个特性。冷中子能穿透金属,却会被含氢的液体(例如水、油、碳氢燃料)大大地减速和吸收。     

不靠光的生命

太阳能是一切生命的泉源,我们的科学常识课本就是这么说的。可是最近的发现——地壳内部深处有着靠化学能源维持生命的生物体——不但改变了这一基本信条,而且还动摇了关于其他行星是否可能存在生命的理论。美国康奈尔大学的天体物理学家并地球物理学家托马斯·戈尔德说,地球内部是一个“深而热的生物圈”,在那儿,细菌靠从地球内部裂缝渗出的氢气和甲烷繁衍生殖。戈尔德在指导瑞典的一项深岩钻探计划时发现了5公里深度以下的基岩中存在微生物的证据。他还指出了石油和煤炭里存在细菌的证据,以     

煤吸附甲烷的特征曲线及其在煤层气储集研究中的作用

以吸附势理论为基础，对4种不同煤级煤在不同温度下的等温吸附数据进行了处理分析，研究结果表明：各煤样吸附甲烷的特征曲线是惟一的，并由特征曲线获得了甲烷吸附量和温度、压力之间的关系表达式．根据提出的思路和计算方法，只需凭借一个温度下的吸附数据就可以获得其他平衡条件下的吸附量，研究成果对研究煤层气的储集机理等内容具有重要意义．     

煤变油在中国

什么是“煤变油”煤和石油有着差不多的“成长历程”,都是远古时代沉积的生物体,在一定的压力和温度条件下形成的。它们的主要成分都是碳和氢,石油中碳氢的质量分数平均为97％～98％。煤有泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤等,它们的碳氢含量不同,分别为50％～95％.     

日食的科学与艺术

<正>漂亮而又令人费解的日食是自然界发生的罕见现象,对这一现象的研究由来已久,涉及领域也颇为广泛,包括神秘主义、宗教和科学等等。有趣的是,这幅由16世纪艺术家安托万·卡隆创作的绘画首次被伦敦考陶尔德艺术学院购得时被命名为《天文学家研究日食》     

迎接氢能时代的到来

能源是人类的一个大问题,世界曾经发生过的许多战争,归根结底就是争夺资源,其中能源也是一个很重要的方面。每次中东地区一打仗,石油的价格就猛涨。目前,在世界上的一次性能源中有40%是由石油提供的。所谓一次性能源,就是消耗了不再有的能源。而科学家预测,到了21世纪中期,人类就将面临石油危机。烧完了石油和煤,接下来我们应该烧什么?这不仅是老百姓关注的问题,更是科学家们关注的一个大问题。在19世纪以前,世界各国的科学技术水平还很落后,人们使用的燃料都是固体的燃料,一部分是天然的木材,一部分是从不深的地壳里挖掘出来的煤炭,这样的…     

把CO2打入“地牢”

亿万年前，碳以有机物的形式被封锁在生物体里。大自然沧海桑田的变换，致使大量生物体被集中埋在了地下。日积月累，这些被掩埋的生物就转变成了化石燃料——有的转变成了黝黑的煤炭，而有的则转变成了漆黑的石油或天然气。蒸汽机、柴油机的发明。又给这些“黑暗分子”以重见天日的机会。随着工业化、城市化的推进，化石燃料广泛而深入地渗透到人类文明的方方面面。于是，越来越多的碳被现代的生产和生活方式所“解放”，并以二氧化碳气体的形式“逃逸”到大气环境中。     

甲烷均相转化研究进展

在绿色、经济的反应条件下实现甲烷的直接转化一直是化工能源领域面临的重大挑战之一.在过去的10年中,有机合成化学家们相继发展了多种甲烷均相转化方法,为利用丰富的甲烷作为化工原料来合成高附加值的化工产品提供了新的转化途径.本文从反应作用机制方面总结了近年来甲烷均相转化领域的研究进展,包括过渡金属和主族金属参与的,以及光促进的甲烷均相转化等.在这些研究进展中,过渡金属催化的甲烷转化方法占据主要,涌现了对甲烷碳氢键进行亲电活化、氧化加成和卡宾插入等多种不同活化机制.引人注意的是,光催化模式利用清洁的光能为反应提供能量,为甲烷的均相转化提供了一种更加绿色可持续的化学转化方案.文末对发展更多高效的光促甲烷转化反应及其应用前景进行了展望.     

不妙！海底甲烷冒出来了

最新探索发现，东西伯利亚海正充溢甲烷气体。这很可能是一个令人不安的信号，因为它意味着全球变暖正在融化海底永冻层，让已被锁闭很久的典型温室气体——甲烷喷薄而出。假如这些来自北极海洋的甲烷的释放继续加速，就可能造成严重的气候后果。     

天然气水合物伴生的沉积物碳、氧稳定同位素示踪

对取自东北太平洋Oregon州海岸俯冲增生楔，天然气（甲烷）水合物脊上南北两端的两组钻孔沉积物样品全岩碳和氧稳定同位素分析，测得δ13C和δ18O值大于多在－29．81‰－48．2‰（PDB）和2．56‰－4．28‰（PDB）之间，数值落在“冷喷气孔附近典型的受甲烷气影响的碳酸盐矿物”区内，显示这类沉积物的全岩碳，氧稳定同位素特征已明显不同于一般海相碳酸盐类矿物， 它们已受到了沉积物中甲烷水保物的形成和演化的影响，此外，两处钻孔均显示出δ13C随深度增加而增加，δ18O随深度增加而减少的趋势，这种变化趋势认为主要是由于钻孔不同深度位置甲烷的缺氧氧化作用（AOM）强度和水合物形成过程中氧同位素的分馏作用而造成的，沉积物的这种碳，氧稳定同位素特殊性，认为可作为一个识别标志应用于其他海区，以确定或探索海底沉积物中是否存在天然气水合物。     

世界各国都在寻找新能源

在全球石油储量越采越少和国际石油价格居高不下的大趋势下．近年来世界各国寻找新型替代能源的脚步变得异常频密,尤其是一些发达国家竞相探索能源的多元化．寻找新型替代能源。除了煤炭、石油、天然气和水力等传统的能源之外,许多国家纷纷利用高新科学技术开发出各种新的能源,主要有核能（包括核裂变能和核聚变能）、太阳能、生物能、地热能、潮汐能和风能等。用于开发新型能源的高新技术主要有太阳能技术、生物能技术、潮汐能技术、地热能技术、