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- 但是可燃冰也有極高的環境風險，因為可燃冰含有甲烷，對於大氣暖化的作用是二氧化碳的25倍，在海底開採過程中非常容意外洩，也不易儲藏與運輸。 如果甲烷大量排入大氣中，將劇烈改變大氣氣候，演變為生態浩劫。
www.chinatimes.com/realtimenews/20170607005144-260410
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可燃冰在哪裡?
可燃冰破裂會怎樣?
可燃冰可以釋出多少天然氣?
可燃冰如何開採?
- 熱電轉換再興起
- 找出最優質的熱電材料
- 控制晶格和缺陷，不讓熱傳過去！
- 熱電材料自有用武之地
身處能源轉型的關鍵時刻，我們不由得擔心，再生能源真的足以補上電力缺口嗎？還有沒有其他新興的發電方法呢？有的！用廢熱發電，聽起來很不錯吧？畢竟在日常生活中，我們也受夠廢熱了。汽車、冷氣等機械廢熱，加上太陽的輻射熱等，這些煩人的廢熱如果能拿來發電，實在是個好主意。 熱電材料就是熱生電的關鍵，它能將（沒用的）熱轉化成（好用的）電。近年來，熱電材料逐漸發展起來，中研院物理所研究員陳洋元從 2006 年起開始研究熱電材料，他說：「熱電材料的發電效率已經有很大的進展！」在不久的未來，熱電材料的應用將愈來愈廣泛，成為能源轉型時代的重要一角。 熱電材料的歷史要回溯到 200 年前，德國科學家西貝克（Thomas Seebeck）在 1821 年發現，材料兩端的溫度差會形成電位差，稱為「西貝克效應」。也就是說...
由於每一度溫差產生的電壓就是「西貝克係數」，直觀來說，西貝克係數愈大的材料，在同樣的溫差下輸出的電壓愈大，是愈好的熱電材料。不過陳洋元補充說，熱電材料除了西貝克係數要高之外，「導電性也要好，除此之外，導熱率不能太好，否則溫差一下子就熱平衡掉了。」考量各種條件之後，科學家訂出了熱電材料的優質係數 ZT 值=（δS2⁄κ）T，其中 σ 是導電係數、S 是西貝克係數，κ 是導熱率，T 是絕對溫度。 於是，研究熱電材料的科學家從幾十年前開始，便朝著符合這些條件的方向努力。陳洋元說：「金屬的導熱都太好了，並不適合當作熱電材料。目前主要的做法是用各種半導體材料，搭配不同的摻雜元素及比例，來找出最佳化的 ZT 值。」 全世界各研究團隊多年下來，針對各種材料組合及摻雜比例，找出了不少值得關注的熱電材料候選者...
找到優秀的材料搭配和比例還不夠！要提升熱電效果，還有一個重要因子：減低熱電材料的導熱率。微觀來看，就是精細地調控材料晶格或內部缺陷。 晶格是材料的骨架，熱的本質是晶格振動，而熱傳導的本質便是晶格裡的原子以振動方式將能量傳遞給鄰近原子。因此，阻礙能量傳遞的方式，就是調控材料內原子的排列，以期達到導熱差、導電好的最終目的。 理想上可以利用「超晶格」，當不同種類的原子像三明治一般層層交替堆疊時，界面的原子與鄰近原子尺寸、重量都不同，這會造成晶格排列不順暢（晶格不匹配），彼此的振動能量也不易傳遞，大部分都會反彈回來，也就達到「導熱不佳」的效果了。 陳洋元進一步解釋，超晶格的每一層材料厚度、比例都必須嚴格控制，「因為我們只希望導熱率降低，但不希望影響到電子的移動。」也因此，這項製程「非常困難，需要的設...
熱電材料在實際應用上，發展得比其他再生能源慢，主要原因還是在發電效率不夠好。目前在室溫下最好的熱電材料，轉換效率約 3~4%，相較之下，太陽能發電目前的轉換效率約在 15~20%。這也是熱電材料在能源發展上較少被提及的主因。 「不過其實熱電材料在 600°C~700°C 的高溫下，轉換效率可以超過 10%。」陳洋元說。因此，幾年前美國一度打算將熱電材料用在汽車的廢熱回收，畢竟燃油引擎的油電轉換效率大約在 30% 左右。「剩下的 70% 都變成廢熱排出去了。如果能把其中 10% 的廢熱轉換成電能，等於是引擎效率的一大躍進。」不過後來，隨著電動車逐漸成為主流發展方向，這項應用也就失去關注了。 熱電材料就這樣無英雄用武之地了嗎？並不是。其實早在 30~40 年前，它就已經應用在太空科技上了。太空船...
2018年12月10日 · 在全世界都能找到所謂的「可燃冰」。 隨著其他化石燃料來源的耗盡，它們將變得越來越寶貴。 Renewable and Sustainable Energy Reviews. 全球的甲烷水合物儲藏分佈. 日本政府資助的一個研究項目正在朝這個方向努力。 日本經過幾年的初步研究，對可能存在甲烷水合物的海域進行了評估後，於2013年啟動了全球首個海底開採可燃冰測試計劃。...
2021年11月30日 · 可燃冰开采有多难？ 之所以难开采，是由于一旦开采不慎，就会带来严重的后果。 一、地质灾害。 可燃冰经过多年的沉积，早已成为了海床的固结物，开采的量多达，或者操作不慎使得甲烷从可燃冰中释放出来，很有可能会毁掉海床的物理性质，使得土地软化，出现海底滑坡。 水合物一旦大量分解，就会发生海底滑坡. 不仅如此，覆盖可燃冰的海底底层普遍是砂质，我们现有的海底钻井等设备就是依赖于这层薄薄的地层，海底土地被破坏，还有可能造成大量的砂石涌进管道，导致海底输电、通讯电缆和石油钻井平台等工程被破坏，这些甚至会影响到陆地上的工作和生活。 二、海水汽化和海啸。 大量甲烷从可燃冰中释放出来，不仅会进入大气，还会让海洋中的甲烷浓度急剧增加，导致海水被汽化，海洋生物大量死亡，严重时还可能引起海啸。 海啸.
可燃冰最适宜的温度范围通常在零下20摄氏度至零下10摄氏度之间。 在这个温度范围内，可燃冰形成稳定的结晶格状结构，并保持其燃烧性质。 然而，如果温度升高或降低超出这个范围，可燃冰的稳定性将受到破坏。 温度升高会导致可燃冰分解。 当环境温度超过零上0摄氏度时，可燃冰受热而开始分解，释放出大量的天然气。 这一现象在北极地区尤为明显，由于全球气候变暖，北极地区的温度升高，加速了可燃冰的分解速度。 而天然气的释放又进一步加速了气候变暖，形成了恶性循环。 另一方面，温度的降低也会对可燃冰产生负面影响。 当环境温度低于零下20摄氏度时，可燃冰的稳定性会受到威胁。 低温下的可燃冰会变得脆弱，容易破碎并释放出储存的天然气。 北冰洋等极地区域的温度极为寒冷，可能导致可燃冰的破坏并释放出大量的温室气体。
2021年3月9日 · 首先，因為「可燃冰」位於深海海底及陸上的永久凍土，其開採難度和成本非常高。 以中國在南海試採「可燃冰」來說，若換算成分解後的天然氣，每立方米的成本就大約是8元人民幣，但常規天然氣每立方米的成本還不到1元人民幣。 換言之，「可燃冰」實際開採成本比常規天然氣高7倍。 若不能將「可燃冰」開採成本降低到目前天然氣的水平，實在沒有什麼商業價值和誘因去開採。 第二，「可燃冰」是水和甲烷等天然氣在低溫及高壓環境下的合成物，它並非穩定地存在。 只要溫度和壓力變化，「可燃冰」就很易分解出甲烷。 專家表示，甲烷的溫室效應是二氧化碳的24倍。 但現時開採海底和陸地凍土層的「可燃冰」的技術和保障方法還未能保證萬無一失。 當大規模開採時，若出現甲烷泄漏進入大氣層，後果可能不堪設想。
2020年3月27日 · 因可燃冰燃烧值高、使用方便，若其能够实现大规模开采，居民家用灶台、热水器可以用可燃冰替代天然气，甚至还可以用可燃冰替代汽油、柴油、天然气，为汽车等提供动力能源，当然，这并不意味着可燃冰可以直接使用 [1] 。 图源：百度图片. 可燃冰最早是由英国化学家普得斯特里于1778 年首次发现 ，其形成条件是，在至少为 600 ～800 m 深的海床上，大量细菌吞食动植物等有机物残留遗体时分泌释放出甲烷气，且深海下水温较低，压力较高，导致释放出的甲烷气体被水分子包裹，并与沙土混杂物等混掺在一起，形成甲烷冰冻水合物。 综上所述， 可燃冰的形成必须满足3 个基本条件: 首先温度不能太高; 第二，压力要足够大; 第三，地底要有气源 [3] 。
