2019 Fiscal Year Annual Research Report
クラスレート水和物の相平衡条件の分子論的予測手法の開発
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15H02222
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40306874)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | クラスレート水和物 / 分子動力学 / モンテカルロシミュレーション / 相平衡 / 占有率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
クラスレート水和物は，水分子が作るかご状の構造の中にメタン等のゲスト分子が内包されてできている結晶であり，天然ガスの輸送，蓄熱，冷凍サイクルなど様々な熱工学分野での応用が期待されている．クラスレート水和物の相平衡条件はゲスト分子の種類によって大きく異なることが知られており，これらの応用においてはクラスレート水和物/ゲスト分子/水の熱力学的な相平衡条件を知ることが重要となる．これまで工学的利用のために，様々なゲスト分子について相平衡条件の取得実験が継続的に進められてきた．しかしながら，これらの研究には多くの時間とコストがかかってきた．本研究では，分子シミュレーションを用いて分子論的に相平衡条件を取 得する手法を確立し，より簡便に相平衡条件 を予測する方法を開発する.
2018年度までに実施してきた内容に引き続いて2019年度は以下の2つのシミュレーションをそれぞれ行い，目的にあるより簡便に相平衡条件を 予測する方法を開発した．(1)これまでクラスレート水和物/水/メタンの系において相平衡条件を決定するためのNVT(粒子数,体積,温度)一定の系の分子動力学シミュレーションを行ってきた．これまでの計算でカットオフの問題が明らかになったので，今年度も引き続き大規模系を用いてカットオフ長を長くした場合の計算を行い，相平衡条件におけるカットオフの影響について検討した．(2)クラスレート水和物の中に充填されるゲスト分子の割合を計算するための，ギブスアンサンブルモンテカルロシミュレーションを行った．これまで，メタン単体，メタン/エタンの混合系，水素水和物について充填率を計算してきた．2019年度は，これらの結果を公刊論文として執筆するとともに，引き続きギブスアンサンブルモンテカルロシミュレーションにより充填率のみでなく，相平衡条件を予測する方法を検討した.
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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