Une équipe de recherche du KAIST a identifié la formation d'hydrates de gaz naturel, glace dite inflammable, formé dans les océans. Le professeur Tae-Hyuk Kwon du Département de génie civil et environnemental et son équipe ont découvert que les minéraux argileux dans les dépôts sédimentaires océaniques riches en argile favorisent la formation d'hydrates de gaz et ont proposé le principe de la formation d'hydrates de gaz dans les couches sédimentaires argileuses.

Les hydrates de gaz sont des structures cristallines semblables à de la glace composées de molécules d'eau liées par de l'hydrogène encapsulant des molécules de gaz. Ils sont également connus sous le nom de glace brûlante. Les gisements sont si énormes que les chercheurs les explorent comme source d'énergie alternative. Classiquement, on croyait que la formation d'hydrates de gaz était limitée dans les dépôts sédimentaires argileux; cependant, l'abondance inattendue des hydrates de gaz naturel dans les dépôts sédimentaires océaniques riches en argile a soulevé la question de leur formation.

Les surfaces des minéraux argileux naturels sont chargées négativement, et génèrent ainsi inévitablement des interactions physico-chimiques entre l'argile et l'eau. De telles interactions argile-eau ont un rôle critique dans la présence d'hydrates de gaz naturel dans les formations sédimentaires riches en argile.

Cependant, les chercheurs ont rencontré des difficultés pour analyser la formation d'hydrates à cause des cations contenus dans les particules d'argile, qui équilibrent les charges de surface de l'argile. Par conséquent, les particules d'argile libèrent inévitablement les cations lorsqu'elles sont mélangées à de l'eau, ce qui complique l'interprétation des résultats expérimentaux.

Pour surmonter cette limite, l'équipe a polarisé les molécules d'eau avec un champ électrique et a surveillé les temps d'induction des molécules d'eau formant des hydrates de gaz. Ils ont découvert que le champ électrique de 10 kV/m favorisait la nucléation des hydrates de gaz dans certaines conditions plutôt que de la ralentir, en raison de la rupture partielle des amas d'eau liés à l'hydrogène et de la baisse de l'énergie thermique des molécules d'eau.

Le professeur Kwon a dit, « Grâce à cette recherche, nous avons mieux compris l'origine de la présence d'hydrates de gaz dans les dépôts sédimentaires riches en argile. Dans le futur proche, nous serons bientôt en mesure de produire commercialement du méthane à partir de gisements d'hydrates de gaz naturel."

Cette recherche, dirigé par le doctorant Taehyung Park, a été publié en ligne dans Sciences et technologies de l'environnement le 3 février.