ハイドレートケージにおけるゲスト物質の滞留と拡散に関する研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21246117
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 化工物性・移動操作・単位操作
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 大垣 一成 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (80107078)
• 研究分担者: 佐藤 博 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 准教授 (60283743) ; 谷 篤史 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教 (10335333) ; 菅原 武 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教 (20335384)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: ガスハイドレート / 水素結合 / 電子スピン共鳴 / 水素貯蔵 / 化学工学 / 拡散

研究概要

ガスハイドレート内における水素を研究ターゲットの1つとし、水素混合ハイドレートの相平衡関係や、ゲスト分子の籠占有性、水素包接・放出挙動を研究した。ハイドレート籠を形作る水素結合のエネルギー的な「ゆらぎ」や機能がゲスト分子の滞留や拡散に影響を与えること、隣り合うハイドレート籠に包接されているゲスト分子が、周囲を取り囲む水分子の水素結合を越えて密接に相互作用していることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Intermolecular Hydrogen Transfer in Isobutane Hydrate (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Kobayashi, T. Minami, A. Tani, M. Nakagoshi, T. Sugahara, K. Takeya, K. Ohgaki
  • 雑誌名: Energies 巻: Vol.5 ページ: 1705-1712
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intermolecular Hydrogen Transfer between Guest Species in Small and Large Cages of Methane+ Propane Mixed Gas Hydrates (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Sugahara, Y. Kobayashi, A. Tani, T. Inoue, K. Ohgaki
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry A 巻: Vol.116 ページ: 2405-2408
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermodynamic Stability of Hydrogen+ Tetra-n-butyl Phosphonium Bromide Mixed Semi-clathrate Hydrate (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Fujisawa, T. Tsuda, S. Hashimoto, T. Sugahara, K. Ohgaki
  • 雑誌名: Chemical Engineering Science 巻: Vol.68 ページ: 660-662
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Cyclopentane on Cage Occupancy of Hydrogen in Clathrate Hydrates (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuda, S. Hashimoto, T. Sugahara, K. Ohgaki
  • 雑誌名: Physics and Chemistry of Ice ページ: 277-281
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-situ ESR Observation of Free Radicals in Gas Hydrates under High Pressure (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Tani, K. Takato, T. Sugahara, K. Ohgaki, K. Takeya
  • 雑誌名: Physics and Chemistry of Ice ページ: 273-276
  • 査読あり
• [雑誌論文] Decay Mechanisms of Radiation-Induced Radicals in Sulfur Hexafluoride Clathrate Hydrate (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Takato, A. Tani, T. Sugahara, K. Takeya, K. Ohgaki
  • 雑誌名: Physics and Chemistry of Ice ページ: 261-266
  • 査読あり
• [雑誌論文] Competitive Cage-occupancy of Hydrogen and Argon in Structure-II Hydrates (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Amano, T. Tsuda, S. Hashimoto, T. Sugahara, K. Ohgaki
  • 雑誌名: Fluid Phase Equilibria 巻: Vol.298 ページ: 113-116
  • 査読あり
• [雑誌論文] Storage Capacity of Hydrogen in Gas Hydrates (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuda, K. Ogata, S. Hashimoto, T. Sugahara, H. Sato, K. Ohgaki
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: Vol.215 ページ: 012061-1 5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen Storage in Trimethylamine Hydrate : Thermodynamic Stability and Hydrogen Storage Capacity of Hydrogen+ Trimethylamine Mixed Semi-clathrate Hydrate (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuda, S. Amano, S. Hashimoto, T. Sugahara, K. Ohgaki
  • 雑誌名: Chemical Engineering Science 巻: Vol.65 ページ: 1616-1620
  • 査読あり
• [学会発表] メタンハイドレート中でのホスト分子由来のラジカル種が関与するラジカル反応機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上達也、宗廣実穂、高戸健次、谷篤史、樋口拓弥、山本直弥、菅原武、大垣三成
  • 学会等名: H_20を科学する・2011
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2011-09-06
• [学会発表] Identification of Products Induced by gamma-ray Irradiation in CO_2 Hydrate (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Oshima, S. Kitani, A. Tani, K. Kitano, T. Sugahara, K. Ohgaki
  • 学会等名: 7th International Conference on Gas Hydrates
  • 発表場所: 英国エジンバラ
  • 年月日: 2011-07-21
• [学会発表] Enhancement of Hydrogen Storage Rate in Pre-treated Semi-clathrate Hydrates (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuda, S. Amano, Y. Fujisawa, S. Hashimoto, T. Sugahara, K. Ohgaki
  • 学会等名: 7th International Conference on Gas Hydrates
  • 発表場所: 英国エジンバラ
  • 年月日: 2011-07-20
• [学会発表] Thermal Stabilities of Radiation-Induced Radicals in CO_2 Hydrate (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Oshima, S. Kitani, A. Tani, K. Kitano, T. Sugahara, K. Ohgaki
  • 学会等名: 13th International Conference on Luminescence and Electron Spin Resonance Dating
  • 発表場所: ポーランドトルン
  • 年月日: 2011-07-12
• [学会発表] 構造II型ハイドレートにおける水素の競争的籠占有性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 天野真悟、津田崇暁、橋本俊輔、菅原武、大垣三成
  • 学会等名: 日本高圧力学会第51回高圧討論会
  • 発表場所: 仙台市戦災復興記念館
  • 年月日: 2010-10-21
• [学会発表] Effect of Cyclopentane on Cage Occupancy of Hydrogen in Clathrate Hydrates (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuda, S. Hashimoto, T. Sugahara, K. Ohgaki
  • 学会等名: 12th International Conference on Physics and Chemistry of Ice
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-09-09
• [学会発表] In-situ ESR Observation of Free Radicals in Gas Hydrates under High Pressure (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Tani, K. Takato, T. Sugahara, K. Ohgaki, K. Takeya
  • 学会等名: 12th International Conference on Physics and Chemistry of Ice
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-09-09
• [学会発表] Decay Mechanisms of Radiation-Induced Radicals in Sulfur Hexafluoride Clathrate Hydrate (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Takato, A. Tani, T. Sugahara, K. Takeya, K. Ohgaki
  • 学会等名: 12th International Conference on Physics and Chemistry of Ice
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-09-09
• [学会発表] ガスハイドレートの機能と気体の貯蔵・輸送技術 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大垣三成、菅原武
  • 学会等名: 海洋技術創出シンポジウム(招待講演)
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2010-07-28
• [学会発表] Storage Capacity of Hydrogen in Gas Hydrates (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuda, K. Ogata, S. Hashimoto, T. Sugahara, H. Sato, K. Ohgaki
  • 学会等名: Joint AIRAPT-22 & HPCJ-50 International Conference on" High Pressure Science and Technolog
  • 発表場所: 東京国際交流館
  • 年月日: 2009-07-30