类似天然气的化学构成，可燃冰的主要“可燃”组成部分是甲烷，而其“不可燃”部分则是水。那么，可燃冰究竟是何模样？我们将部分样品放置在电子显微镜下观察，并结合科研人员的丰富想象，便能揭开其神秘的面纱。
在微观世界里，可燃冰呈现出一个独特的结构：它由紧密排列的“笼子”构成，这些“笼子”我们称之为晶胞。每个“笼子”由20个水分子通过氢键相互连接。在这些“笼子”里，被的“犯人”是甲烷分子。狭义上，可燃冰也被称为甲烷水合物，其化学式为CH4g·20H2O。而广义上的可燃冰，“囚犯”则可能是氮气、氧气、乙烷、丙烷等其他分子。
远古时期，大量的有机动植物被埋在地下，经历了数亿年的演化，才形成了我们如今所见的石油、煤炭和天然气等化石燃料。与天然气相似，可燃冰的形成条件相对温和，只需要满足三个基本条件：充足的气源（主要是甲烷）、温度介于-10摄氏度至10摄氏度之间，以及适中的压力。在地球上的某些特定区域，如90%的海域和27%的陆地，尤其是远洋深海和陆地的永冻层，可燃冰的分布非常广泛，其储量更是惊人，据估计约为全球所有化石能源的两倍。
针对可燃冰的开采，目前已经有五种成熟的方法。其中，热解法和降压法操作简便，只需通过火源进行加热（通常使用电磁加热或核辐射加热），或将可燃冰于空气中以降压即可。置换法更是一举两得，利用二氧化碳的相平衡条件低于甲烷流体的特性，可以置换出并代替“笼子”中的甲烷分子，这一方法不仅可以开发甲烷，还能同时固碳，减少大气中的二氧化碳含量。化学试剂注入法虽然成本较高，会污染环境，但是通过注入大量的水合物抑制剂（如甲醇、丙醇等），可以提高其相平衡条件，使“笼子”破裂，释放出甲烷。综合法则是灵活结合以上四种方法进行开采。
尽管可燃冰有潜力替代传统的化石能源，但为什么至今仍未实现商业化呢？主要的问题是开采容易但收集难。每立方米的“冰”在分解后会产生164立方米的天然气和0.8立方米的水。在开采过程中，部分甲烷由于气相膨胀不可避免地会逃逸。这些逃逸的甲烷如果进入海水，会发生氧化作用，消耗海水的含氧量，对海洋生态造成危害。而如果逃逸到大气中，甲烷的温室效应大约是二氧化碳的25倍。已探明的可燃冰中的甲烷含量约为大气甲烷含量的3000倍，即使只有1%的甲烷逃逸，也可能会导致大气的甲烷含量增加30倍，带来严重的温室效应。开采架的可燃冰还可能引发岩层结构改变，甚至导致架坍塌、海啸等自然灾害。
尽管面临诸多挑战，科学家们仍在不懈努力。一旦可燃冰的开采技术成熟，它将会彻底改变世界的能源格局。
（注：氢键之间的力较弱，因此“笼子”结构不稳定，遇到高温或低压时，“笼子”会破裂，甲烷会逸出；相平衡条件在这里指的是温度和压力达到平衡状态，二氧化碳的熔点（凝固点）高于甲烷。）
（参考文献：张旭辉、鲁晓兵、刘乐乐《天然气水合物开采方法研究进展》）
