| 研究概要 |
様々なガス分子と水を共存させ、低温、高圧にすることで、水分子が形成するカゴ状空間にガス分子を取り込んだ形の包接化合物(ガスハイドレート)が形成される。このようなガスハイドレートの応用として、メタンを主成分とする天然ガスの貯蔵や輸送にメタンハイドレートを利用しようとする試みが検討されてきている。その際にメタンハイドレートをより高温・低圧で安定化可能な添加剤を使用できれば,さらにメタンハイドレートをガス貯蔵などに利用するメリットが大きくなるものと考えられる。
本研究では,メタンハイドレートを高温・低圧下で安定化するような高分子添加剤を探索することを目的として種々の高分子化合物について検討を行った。
実験は,架橋高分子微粒子を水-メタン共存系に添加して,メタンハイドレートの生成過程・分解過程に与える影響について検討を行った。さらにメタンハイドレート-水-メタン共存下における平衡温度-平衡圧曲線を測定し,微粒子添加により,この曲線のシフトの程度を検討した。
また,添加する架橋高分子微粒子表面に,不凍タンパク質類似ポリペプチドを修飾したものを使用した。これは,ペプチドの固相合成法を応用したものであり,今回作成した微粒子は,不凍タンパク質に多く見受けられるアミノ酸配列であるアラニンを多く含むものなどを合成して用いた。
これらの不凍タンパク質類似構造を有する架橋高分子微粒子を添加した系では,平衡曲線を大きく低圧・高温側にシフトさせるほどの添加効果はみられなかったが,生成するメタンハイドレート中に含まれるメタン含有量が増加する傾向がみられた。さらに,表面に修飾するペプチド鎖長などに依存して安定化効果に差が現れた。
さらにメタンハイドレート以外のガスハイドレートとして、二酸化炭素ハイドレートを取り上げ同様の検討を行ったところ、メタンハイドレートと同様の安定化効果を示す高分子添加剤があることが明らかとなった。
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