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オゾンをゲスト物質とするクラスレートハイドレートに関する研究

Research Project

Project/Area Number 11J56572
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Thermal engineering
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

室町 実大  慶應義塾大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2011 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywordsクラスレートハイドレート / オゾン / 二酸化炭素 / 酸素 / 相平衡 / 生産技術 / ガス貯蔵 / 熱力学モデル / ガスハイドレート / 物性
Research Abstract

オゾンは通常、オゾン分子同士で反応し酸素へと分解してしまうため、従来その保存は困難であった。私は、この性質を用いてオゾン分子を一分子ずつ隔離し、長期間かつ高濃度でのオゾンの保存ができることを示し、クラスレートハイドレートを用いたオゾンの保存技術を実用化すべく研究を進めてきた。昨年度までにオゾンハイドレートの生成条件の測定を行い、実用的な温度圧力範囲におけるデータを報告した。本年度は生成条件を予測するための理論モデルの構築を中心に取り組んだ。ハイドレートが生成する際には、原料ガスの組成とハイドレート中に取り込まれるガスの組成は一致しない。そのため、定まった組成を持つ原料ガスから連続的にハイドレートを生成するプロセスにおいては、ガス相およびハイドレート相の組成は時々刻々と変化する。産業利用を目的とした際には、このような組成の変化は品質、効率などに極めて大きく影響するため、組成変化の理論的な予測はハイドレートの産業利用のためには必要不可欠となっている。オゾンハイドレートについても、オゾン、酸素、二酸化炭素からなる混合ガスを用いて生成する必要があるため、理論モデルの構築が求められる。
理論モデルは、実験的に得られた生成条件を良く再現するように分子種に固有の分子間カパラメータを調整することで最適化される。昨年度に報告したオゾンハイドレートの生成条件データを用いてモデルの最適化を行った結果、実験値を良好に再現するモデルを開発することができた。今後、理論モデルによりオゾンハイドレートの生産プロセスについて具体的な検討がなされると期待される。本研究成果は近日中に国際誌に投稿する予定である。

Current Status of Research Progress
Reason

本研究課題は今年度を持って完了した。

Strategy for Future Research Activity

本研究課題は今年度を持って完了した。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Phase equilibrium for ozone-containing hydrates formed from an (ozone+oxygen) gas mixture coexisting with gaseous carbon dioxide and liquid water2012

    • Author(s)
      Sanehiro Muromachi, Ryo Ohmura, Yasuhiko H.Mori
    • Journal Title

      Journal of Chemical Thermodynamics

      Volume: 49 Pages: 1-6

    • DOI

      10.1016/j.jct.2012.01.009

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Preservation of Molecular Ozone in a Clathrate Hydrate : Three-Phase (Gas + Liquid + Hydrate) Equilibrium Measurements for O_3 + O_2 + CO_2 + H_2O Systems2013

    • Author(s)
      Kazutoshi Shishido
    • Organizer
      International Conference on Food Engineering and Biotechnology
    • Place of Presentation
      バルセロナ、スペイン
    • Year and Date
      2013-02-28
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] セミクラスレート生成系(Carbon Dioxide + Tetrabutylammonium Bromide + Water)における炭酸ガスの溶解度測定2012

    • Author(s)
      四十万淳
    • Organizer
      第33回日本熱物性シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2012-10-03
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Experimental investigations of nonstoichiometry for a simple clathrate hydrate of carbon dioxide2012

    • Author(s)
      Sanehiro Muromachi
    • Organizer
      4th EuCheMS Chemistry Congress 2012
    • Place of Presentation
      プラハ, チェコ共和国
    • Year and Date
      2012-08-29
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] O_3 + O_2 + CO_2 + H_2O系についての3相(気+液+ハイドレート)平衡測定2012

    • Author(s)
      宍戸―駿
    • Organizer
      第49回日本伝熱シンポジウム
    • Place of Presentation
      富山
    • Year and Date
      2012-06-01
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] O_3+O_2+CO_2ハイドレートについての相平衡測定2011

    • Author(s)
      室町実大
    • Organizer
      第32回日本熱物性シンポジウム
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス
    • Year and Date
      2011-11-23
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] O_3+O_2+CO_2ハイドレートについての相平衡測定2011

    • Author(s)
      室町実大
    • Organizer
      平成23年度低温科学研究所萌芽研究「氷の物理と化学研究の新展開2011」共同研究集会
    • Place of Presentation
      北海道大学低温研究所
    • Year and Date
      2011-09-06
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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