2011 Fiscal Year Annual Research Report
ハイドレートケージにおけるゲスト物質の滞留と拡散に関する研究
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21246117
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
大垣 一成 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (80107078)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 博 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 准教授 (60283743)
谷 篤史 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科理学研究科, 助教 (10335333)
菅原 武 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教 (20335384)
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| Keywords | 水素 / 電子スピン共鳴 / ガスハイドレート / 水素結合 / 化学工学 / 水素貯蔵 / 高圧力 / 拡散 |
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| Research Abstract |
交付申請書に記載した最終目的を達成するために、2つの課題「ハイドレートへの水素分子の吸収・放出に適した補助剤の探索(課題1)」と「ESR測定によるハイドレート籠内における水素原子移動の解析(課題2)」について研究を遂行した。平成23年度の成果は以下の通りである。
課題1では、ハイドレートに特定の前処理を施すことによる水素吸収速度の促進効果が、セミクラスレートハイドレート粒子表面の性質に大きく影響されることを明らかにした。特に、水素結合性ゲスト分子を用いた混合ガスハイドレートにおいて、この現象が顕著に発現することなど補助剤探索に向けた重要な指針を得た。
課題2では、エキシマ光照射による水分子の選択的な解離からもたらされるガスハイドレート内のラジカル反応を電子スピン共鳴法ならびに質量分析により明らかにした。ハイドレート結晶内部における異種ゲスト分子間ならびにゲスト分子と水素結合ネットワーク間の反応性を明らかにした。また、クラスレートではない一般的な水和物構造との直接比較から、ハイドレート結晶に特有の水素結合の性質の一端を明らかにした。交付申請書に記載した「ESR用高圧チャンバーの開発・最適化」については当初想定したチャンバーを完成することができなかったが、当該課題で得られた実績を基に、さらに電子スピン共鳴装置の専門家を交え、開発を継続する。
両課題から、ガスハイドレート結晶内における水分子が、氷や一般的な水和物と大きく異なる性質を持つことなど重要な知見を得ることができた。
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