隨著我國海域天然氣水合物試采成功，“可燃冰”這一潛在的新能源逐漸進入公眾視野，大家都了解了可燃冰是一種像冰一樣的可以燃燒的能源。雖然我國實現(xiàn)了可燃冰的成功試采，但是可燃冰的野外樣品還是彌足珍貴的。

那么海底的“可燃冰”到底是怎么形成的呢？

要形成“可燃冰”，需要達到兩個方面的條件，一是環(huán)境條件，二是物質(zhì)供應(yīng)。環(huán)境條件又包括這幾個方面：首先是溫度和壓力條件，“可燃冰”的存在受一定的溫度和壓力條件控制，一般是低溫和高壓條件，“可燃冰”存在于底層水溫度接近0℃且水深超過300m的區(qū)域。其次是氣體運移通道，“可燃冰”的形成需要大量的氣，一般來說，海底沉積物里邊的氣不足以滿足“可燃冰”的形成，需要下面深部甲烷氣體的供給。因此，氣體運移是“可燃冰”形成過程中一個很關(guān)鍵的組成部分。再次是有利儲層，“可燃冰”的生成需要良好的沉積物環(huán)境，一般較粗粒的沉積物利于“可燃冰”的形成。

                                                   圖1 海底“可燃冰”形成概念圖

物質(zhì)供應(yīng)方面，“可燃冰”的形成需要氣和水，氣體主要是存在于沉積物中的甲烷、乙烷等烴類氣體，水主要是指沉積物孔隙中活動的游離水。當(dāng)水和氣體在合適的溫度壓力條件下相遇時，就能夠形成“可燃冰”。

                                                   圖2 “可燃冰”形成示意圖

科學(xué)家需要針對可燃冰進行科學(xué)實驗研究，另一方面社會大眾需要進一步更好的認識可燃冰，這就需要很多的可燃冰樣品。因此這就需要我們實驗室大量人工合成可燃冰。那么實驗室中是如何人工合成“可燃冰”的呢？

首先要考慮可燃冰的形成條件，可燃冰的形成主要受壓力和溫度控制。溫度不能太高，壓力要足夠大?？扇急男纬捎衅涮囟ǖ南嗥胶鈼l件，即合適的溫度壓力范圍，超出溫度壓力范圍便達不到可燃冰的形成條件。在實驗室內(nèi)，形成可燃冰的環(huán)境溫度一般控制在2℃，壓力在5MPa以上，大約50個大氣壓之上。其次考慮可燃冰形成所需的材料，可燃冰可以點著，能夠燃燒，實際上不是冰在燃燒，而是可燃冰失穩(wěn)后分解所釋放出的可燃氣體在燃燒。我們知道可燃冰是在低溫和高壓條件下由天然氣和水形成，因此合成可燃冰用到的主要材料就是氣體和水。氣體主要用到的就是甲烷氣體，根據(jù)實驗?zāi)康牟煌€會用到乙烷、丙烷等其他的烴類氣體。水主要用的實驗室純水，經(jīng)過實驗室多次嘗試，還會將水制成冰塊或冰粉，以增加可燃冰的合成效率。另外，在進行可燃冰的合成時，有時也會添加一些促進劑，用以提高可燃冰的合成速率。

人工合成可燃冰的工藝如下：

1、將控制環(huán)境溫度的水浴槽或空氣浴恒溫箱進行降溫，溫度控制在2℃；

2、檢驗合成用高壓反應(yīng)容器（專業(yè)稱之為反應(yīng)釜）的密封性；

3、將純水（或冰粉、冰塊）放入反應(yīng)容器中，封閉反應(yīng)容器，并向其中通入合成用的甲烷氣體（或其他氣體）；

4、觀察壓力表示數(shù)，待壓力達到預(yù)期壓力，停止供氣，將供氣端閥門封閉；

5、將高壓反應(yīng)容器放置于控溫水浴槽中，進行可燃冰的合成；

6、等待可燃冰生成，根據(jù)實驗條件不同，生成時間可長可短，從十幾小時到幾天時間不等；

7、隨著可燃冰的生成，高壓反應(yīng)容器中的壓力會降低，待壓力降低后保持低壓力值不變，表明可燃冰生成基本結(jié)束，此時可將可燃冰取出；

8、可燃冰取出時，先將高壓反應(yīng)容器中的剩余氣體排出，由于在常溫常壓下可燃冰難以保存，因此要將高壓反應(yīng)容器放入液氮中；

9、在液氮中打開高壓反應(yīng)容器的端蓋，使用專用工具將可燃冰取出，放入樣品罐或樣品袋中，要及時放入液氮罐中保存；

10、至此，人工合成可燃冰及取樣保存工作完成。