| 研究課題/領域番号 |
19K05346
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
今野 義浩 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (80739558)
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| 研究分担者 |
神 裕介 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究グループ長 (30462857)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | ハイドレート / 堆積物 / セミクラスレート |
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| 研究実績の概要 |
初年度は、おもに以下の2点について研究を進めた。
模擬堆積物の構成粒子に関する検討：
ハイドレートの生成環境、ならびに、X線による観察に適した模擬堆積物構成粒子を検討するため、ジルコニアボール、粒径分布のばらつきが比較的大きいガラスビーズ、粒径の揃ったガラスビーズを用いて、X線CT装置による観察を行った。孔隙分布の再現性の高さや、X線による視認性の高さなどから、粒径の揃ったガラスビーズが本研究の目的に最も合致していることが明らかになった。
ハイドレート生成法に関する検討：
自然界のハイドレート生成環境を再現するため、水リッチ環境下でのハイドレート生成法を検討した。従来のガス溶解法は、生成時間などの実験上の制約が大きいため、セミクラスレートハイドレート(準水和物)の使用を検討した。当初想定していたテトラブチルアンモニウムブロミド（TBAB）に加え、テトラブチルアンモニウムクロリド（TBACl）を用い、ハイドレート生成実験とX線CT装置による観察を行った。その結果、ハイドレート生成時間の短縮やX線による視認性の観点などから、これらのセミクラスレートハイドレートが水リッチ環境下でのハイドレート生成に有用であることが明らかになった。また、ガスリッチ環境下でのハイドレート生成法として、高圧ガス保安法に抵触しない低圧下でのハイドレート生成が可能な代替フロンの可能性を検討した。以上のほか、X線による観察時の造影剤の効果も期待できるCO2の可能性を探査した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
自然界のハイドレート生成環境を再現するためには、水リッチ環境下でのハイドレート生成法の確立が必須であるが、従来のガス溶解法は膨大なハイドレート生成時間を必要とし、また、メタンなどを使用する場合は高圧ガス設備を必要とするため、実験上の制約が大きかった。そこで本研究では、セミクラスレートハイドレートの使用を検討し、有用であることを明らかにした。以上の成果は今後の研究展開において重要な知見であり、初年度の進捗としては順調と判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
上述の模擬ハイドレート堆積物作成手法を用いて、様々なハイドレートモホロジーの再現を試みる。この中で、模擬堆積物構成粒子の水濡れ性の制御手法について検討を進める。既存の有限要素法による計算結果と相互比較することで、水理特性を推定する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
COVID-19の影響により、年度末に実施予定だった実験が行えず、また、参加を計画していた学会のキャンセル・延期が重なったため次年度使用額が生じた。COVID-19の影響を注視しながら計画的に準備を進めるとともに、必要に応じて計算研究の比重を高めるなどして、研究目的を達成する。
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