Experimental investigation of hydrate formation and dissociation in porous media and modeling of heat and mass transfer

2022 Fiscal Year Final Research Report

• 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: Konno Yoshihiro 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
• Keywords: ハイドレート / X線 / CT / 堆積物 / モホロジー

Outline of Final Research Achievements

We have developed an experimental method to reproduce and observe the morphology of hydrate in porous media with the aim of contributing to modeling for quantitative evaluation of the effects of the hydrate morphology on sediment properties such as hydraulic property. By using semi-clathrate hydrate, we established a hydrate formation method in a water-rich environment that does not require high-pressure gas facilities. In order to observe simulated hydrate-bearing sediments with an X-ray CT system, we searched for materials with high radiolucency and high structural strength, and developed observation cells.

Free Research Field

資源工学、海洋工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ハイドレートの集積・分解メカニズムの解明には、実験室内で自然界のハイドレートを模擬した試料を作成し分析することが有効であるが、従来手法は膨大なハイドレート生成時間を要し、また、高圧ガス設備を必要とするなど、実験上の制約が大きいという課題があった。本研究では、水リッチ環境下でのハイドレート生成手法としてセミクラスレートハイドレートを利用し、ガラス状炭素素材を取り入れたX線CT観察用セルを開発することによって、ハイドレートのモホロジーデータの取得に対して一定の成果が得られた。今後、自然界のハイドレートの生成メカニズムや、メタンハイドレート層からのガス生産挙動の解明に貢献することが期待できる。