The hydrogen capacity of the binary $THF-H_2$ sII hydrate is determined by the cage occupancy and by the selectivity of guest molecules. Grand canonical Monte Carlo (GCMC) simulation is used to study the cage occupancy and selectivity of guest molecules from the equilibrium configuration of the binary sII hydrate. The cage framework is regarded as a rigid body and the number of guest molecules is varied to preserve the grand canonical ensemble. The occupancy and selectivity were investigated at a temperature of 270K for pressures ranging from 0.1 to 200 MPa. It was found that most large cages select THF as guest molecules while small cages include only hydrogen molecules. Multiple occupancy of hydrogen, up to 4 molecules in large cages and 2 molecules in small cages, was found as the pressure increases. GCMC results show that the hydrogen capacity is approximately 1.1 wt% at 200 MPa.
이중 $THF-H_2$ sII 하이드레이트의 수소 저장 용량은 수소의 케이지 점유율과 게스트 분자의 선택도에 의해 결정된다. Grand canonical Monte Carlo 모사를 이용하여 얻게 되는 이중 sII 하이드레이트의 평형상태 구조로부터 케이지 점유율과 게스트 분자의 선택도를 알아보았다. 케이지 구조는 강체로 간주하였고 게스트 분자수는 대정준계를 유지하도록 조절되었다. 케이지 점유율과 선택도를 270K하에서 0.1~200MPa의 압력범위에 대해 조사하였다. 모사결과 큰 케이지에 THF와 작은 케이지에 수소가 들어가는 것이 지배적인 형태로 나타났다. 또한, 압력이 증가함에 따라 수소의 다중 점유율은 큰 케이지에 4개의 분자와 작은 케이지에 2개의 분자까지 나타나는 것을 확인하였다. GCMC 결과를 통해 하이드레이트의 수소 저장 용량은 200MPa에서 대략 1.1 wt%를 갖는 것으로 밝혀졌다.
