2013 Fiscal Year Annual Research Report
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24656575
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
水関 博志 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (00271966)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
ベロスルドフ ロディオン 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (10396517)
佐原 亮二 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (30323075)
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| Keywords | クラスレートハイドレート / ガスハイドレート / ガス貯蔵材料 / 第一原理計算 / コンピューターシミュレーション / 材料設計 / エネルギー貯蔵 / 相図作成 |
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| Research Abstract |
本研究ではスーパーコンピューティングシステムを用いたシミュレーションにより、各種ガスクラスレートハイドレート相が存在可能な温度、圧力領域を予測し、エネルギー資源への利用と温室効果ガス削減に貢献することを目的にしている。本研究の基盤となる物性は、高精度第一原理計算プログラム（独自開発を進めている全電子混合基底法第一原理計算プログラムTOhoku Mixed-Basis Orbitals ab initio program“TOMBO”）により得られるゲスト－ホスト間相互作用である。この計算結果を用いて、広い圧力・温度領域での熱力学的性質と二酸化炭素密度を正確に算定し、二酸化炭素ハイドレートのp-T相図を作成した。このシミュレーションで得られた相図を実験データと比較し、計算手法、精度の検証を行い、プログラム開発へフィードバックさせた。さらに、複数のゲスト成分を含むクラスレートハイドレート相の形成、安定性の熱力学的条件を決定し、温室効果ガスの貯蔵用媒体としてのガスハイドレートの可能性を検証した。すなわち、広範囲の圧力－温度領域にわたり、異なる構造を持つ各種の氷、ハイドレートの構造、力学、熱力学的性質算定のために、独自開発した原子スケールレベルの理論モデルによるシミュレーション計算を行った。温室効果ガスクラスレートハイドレートの自己保存効果の有無とその起源についても検証した。提案している計算モデルにより得られた結果は、クラスレートハイドレートをベースとする材料の温室効果ガス貯蔵への応用化、実用化に寄与出来る重要な情報である。
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Research Products
(6 results)
