| 研究課題/領域番号 |
18560775
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| 研究機関 | 独立行政法人海上技術安全研究所 |
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研究代表者 |
山根 健次 独立行政法人海上技術安全研究所, 大阪支所, 副支所長 (10358393)
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| 研究分担者 |
阿部 豊 筑波大学, 大学院・システム情報工学研究科, 教授 (10241720)
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| キーワード | CO2ハイドレート / 核生成 / 誘導時間 / クラスター / 記憶効果 / 海洋隔離 / 結晶成 |
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| 研究概要 |
ハイドレート核生成を律する詳細な条件を解明することはハイドレート基礎分野だけでなく、工学上・工業上重要である。しかし、ハイドレート生成可能な温度・圧力条件にあっても、強い乱流場に置くなどの方法をとらない限り、容易にハイドレートが生成しないと言われており、ハイドレートの生成を支配する条件は未だに解明されていない。そこで、本研究ではゲストに海洋と関わりが深い液体CO_2を用い、ホスト水側の条件を系統的(温度、溶存CO_2量、初期H_2Oクラスターの有無)に変化させ誘導時間の測定を行うことで、ハイドレート生成を支配する条件は未だに解明されていない。そこで、本研究ではゲストに海洋と関わりが深い液体CO_2を用い、ホスト水側の条件を系統的(温度、溶存CO_2量、初期H_2Oクラスターの有無)に変化させ誘導時問の測定を行うことで、ハイドレート生成に与える影響因子の解明を行うことを目的とする。そのためにCO_2ハイドレート生成条件(30MPa、3〜5℃)にある高圧装置内にCO_2液滴を注入しハイドレート膜が生成するまでの時間を計測した。そして膜生成時におけるCO_2濃度、及び装置内水温と誘導時間との関係を評価し、(1)誘導時間とCO_2濃度との関係性が確認されないこと、(2)温度が低く、投入時液滴体積が大きくなる程、誘導時間が短くなる傾向があることを明らかにした。更に、ホスト水側の温度、圧力履歴を様々に変化させた後にCO_2液滴を注入することによって誘導時間を計測し、(1)大気圧下において低温で長時間静置したバルク水を用いた実験では、ハイドレートの生成がほぼ観測されないこと、(2)大気圧下において氷を融解させてバルク水とした所、ハイドレートの生成は見られないこと、(3)ハイドレート生成域内で氷を溶解させてバルク水とした所、高い頻度でハイドレートの生成が確認でき、その際、氷の重量比の増加に伴い誘導時間が短くなる傾向が得られることを明らかにした。これらの知見より、本実験におけるCO_2濃度の範囲においてはCO_2濃度がハイドレート生成に及ぼす影響は少なく、ホスト水側のH_2Oクラスターの状態がハイドレート生成に大きく影響を与える可能性があることを明らかにした。
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