2020 Fiscal Year Research-status Report
The research to clarify the mechanism of kinetic hydrate inhibitor
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19K15459
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
村岡 道弘 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, 研究員 (10785554)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ガスハイドレート / キネティックインヒビター / 一方向凝固法 / 阻害剤 / 核形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、この一方向凝固法により、各種KHIの効果ランキングを作成することで、効果指標の世界標準化を実現する。また、未解明であるKHIの作用機構を解明する。本研究の目的は、結晶成長学的な観点からKHIのハイドレート生成阻害機構を明らかにし、有効なKHIのスクリーニングの効率化を達成し、新規KHIのデザインを見出すことである。これにより、新規KHI開発の飛躍的加速を達成する。
2020年度は、共同研究者である、ノルウェーのStavanger大学のMalcom Kelland教授から提供を受けた各種のKHIを一方向凝固法により評価し、ガス生産現場において有望なKHIを検討した。阻害効果の成長速度依存性を調べることにより、各種の阻害剤は特有の臨界成長速度を持つことを示した。この成果は、国際雑誌に1件掲載済み（筆頭）である。また、低速領域での阻害効果を徹底的に調べることで、Yagasakiらが検討したKHIの結晶表面への脱離吸着モデルのシミュレーション結果と、実験結果の傾向が一致することが明らかになった。これにより、未解明であるKHIの作用機構の解明に貢献した。この成果について、現在国際雑誌に論文投稿中である。
ガスハイドレートはガスの輸送、エネルギーの貯蔵、冷媒への活用が研究されている。KHIはこれらの応用における結晶制御法として用いることができ、さらに既存の天然ガスや石油生産パイプラインにもこの成果は活用できるため、グリーンイノベーションに資する波及効果が期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2019年度は、成長抑制作用については各種のKHIを申請者が開発した阻害効果評価法により評価し、成長阻害効果ランキングを作成した。これにより、ガス生産現場において有望なKHIを検討した。また、効果的な幾何学的形状を持つKHIを検討した。この結果、各種の阻害剤は特有の臨界成長速度を持つことを特定した。
2020年度は、各種のKHIの阻害効果の成長速度依存性を調べることにより、各種のKHIは特有の臨界成長速度を持つことを示した。この成果は、国際雑誌に1件掲載済み（筆頭）である。また、低速領域での阻害効果を徹底的に調べることで、Yagasakiらが検討したKHIの結晶表面への脱離吸着モデルのシミュレーション結果と、実験結果の傾向が一致することが明らかになった。これにより、未解明であるKHIの作用機構の解明に貢献した。この成果について、現在国際雑誌に論文投稿中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究により、KHIの性能について、低速領域でのデータが重要であることが明らかになった。これまで作成した効果ランキングは、比較的高速領域でのデータに基づいている。今後は、低速領域でのデータを充実させることで、KHIの阻害効果ランキングの完成を目指す。これにより、有望なKHIの効率的選定、デザイン等が明らかになり、新型KHIの開発が加速化できると期待される。
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| Causes of Carryover |
新型コロナの流行により、学会が現地開催されず、オンライン学会に変更され、旅費等が生じなかったため。
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