2012 Fiscal Year Annual Research Report
海洋底熱水噴出環境下での硫化金属の水素還元システムの開発
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23656558
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
土屋 範芳 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (40207410)
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| Keywords | 海底熱水鉱床 / 水素製造 / 硫化鉱物 / 酸化鉱物 / 水熱反応 / 熱水鉱床 / 硫化物 / バイオマス |
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| Research Abstract |
海洋底は，大陸地殻と比較してはるかに形成年代が若く，また熱水噴出口は基本的に拡大軸に位置しているため，初期熱水性鉱床はは海洋底の中でももっとも若い地域に多く分布すると推定される．この結果，露出鉱床であろうと，潜頭鉱床であろうと，陸上で開発される鉱床に比べて海底面からの開発深度は浅いと考えられ，このような海洋底熱水鉱床の特質を利用して，アクティブ・マイニング技術を提唱するために．海洋底熱水噴出環境下での硫化金属の水素還元システム開発を行った．
また，海洋底の熱水噴出口や地熱地域の熱を利用して，硫化物から水素を生産し，さらにその結果生じる硫酸塩類をバイオマスなどの還元材料を使ってもう一度水素製造が可能な硫化物へと転換する水熱反応システムの開発を行った．これらの加えて，アルミニウムと水の反応により，水素の形成する基礎反応と速度式について検討を行った．
この結果，水素を用いて黄鉄鉱を磁硫鉄鉱ならびに磁鉄鉱などのより還元性の低い硫化鉱物および酸化鉱物に転換できることを見いだした．さらに硫化物（硫化水素）の水熱反応により水素を生産できることを明らかにし，この水熱反応の基本的な反応メカニズムを解析することに成功した．この結果をさらに展開して，アルミニウムやアルミニウム廃棄物から水熱反応により水素を製造できることを明らかにした．このように水熱環境であれば金属や硫化物から水素を生産し，これを用いて金属硫化物を酸化物などの比較的扱いやすい鉱物として沈殿させる，アクティブ・マイニングの基礎概要を明らかにすることができた．
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