多孔質媒体のハイドレート生成・分解の実験的解釈と熱・物質移動特性のモデル化

• Project/Area Number: 19K05346
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 31020:Earth resource engineering, Energy sciences-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 今野 義浩 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (80739558)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神 裕介 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究グループ長 (30462857)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: ハイドレート / X線 / CT / 堆積物 / セミクラスレート / ガスハイドレート / メタンハイドレート / 浸透率 / モホロジー

Outline of Research at the Start

永久凍土下や大陸縁辺部の海底下に存在するメタンハイドレートは、地球の炭素循環において重要な役割を担っており、また、次世代の天然ガス資源としても期待されている。本研究では、多孔質媒体中のハイドレートの存在形態とその決定因子を実験的に明らかにするとともに、モデル化を通じて、ハイドレートの存在形態が水理特性などの地層特性に及ぼす影響を定量的に評価することを目的とする。これにより、地球の炭素循環を担うメタンハイドレートの集積過程の理解と、資源化に向けた効率的なガス回収技術の開発に貢献することを目指す。

Outline of Annual Research Achievements

今年度は、模擬堆積物およびハイドレートのX線による観察に向けて、観察システムの検討を行った。昨年度の研究において、X線の透過性が高く、かつ、構造強度の高い炭素材を用いたセルを設計・製作した。本セルを用いて模擬堆積物中のハイドレートの観察を行うためには、X線CT装置に設置した状態で、セルの圧力・温度をハイドレート安定条件内に保持し続ける必要がある。そこで、X線CT装置に干渉しない、本セルのサイズに対応した圧力・温度の保持機構を検討・準備した。これにより、計測中もハイドレートが分解してしまうことなく、安定的に観察することができるシステムが完成した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

観察システムは完成したが、温度制御装置ならびにX線CT装置の一部に修理交換が必要な個所が見つかった。また、COVID-19の影響により、計画していた出張が行えなかった。以上の理由により、実験を延期しなければならなくなったため、やや遅れていると判断した。

Strategy for Future Research Activity

装置・システムともに完成したため、装置の修理が終わり次第速やかに、実験を実施する予定である。