ハイドレート技術を用いた農工融合による低炭素社会の実現に関する研究

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23560984
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 松尾 誠治 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20302755)
• 研究分担者: 藤田 豊久 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70124617) ; 岡屋 克則 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80134493) ; 山本 佳孝 独立行政法人産業技術総合研究所, メタンハイドレート研究センター, 物理特性解析チーム長 (80358283) ; 竹谷 敏 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測フロンティア研究部門, 主任研究員 (40357421) ; 中野 浩平 岐阜大学, 応用生物科学部, 准教授 (20303513) ; 岩崎 泰永 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 野菜茶業研究所 野菜生産技術研究領域, 上席研究員 (40500947)
• キーワード: CO2ハイドレート / 農工融合 / 栽培試験 / 鮮度保持

研究概要

本研究は、工業圏から発生するCO2を低コストのハイドレート技術により分離回収し、そのCO2並びに冷熱を農業圏のハウスや植物工場で有効利用する農工融合型施設園芸システムを提案するものである。
平成25年度は、人工光を用いた栽培システムへのCO2ハイドレートを用いた栽培試験を実施した。 実験は、温度管理が可能なグロスチャンバー内に設置したアクリル板製の小型チャンバー内に作物と熱交換用ファンを配置し、CO2ハイドレート 分解装置からの冷熱の熱交換を行った。その結果、湿度を管理した場合については効果的な栽培が行え葉からの蒸散による水分の増加分をある程度除去する必要性が窺えた。また、湿度の管理を行った状態で、5000ppmのCO2場合を施肥した場合の成長率は2000ppmの場合の成長率の約3倍になった。CO2濃度2000ppmの下で温度条件を 25，26，30℃と設定した場合の葉面積の成長率の変化を調べたところ、葉の成長率は上がり，30℃の場合の成長率は25度の場合の約2.5倍となるなど、CO2ハイドレートの供給により光合成を促進させる条件を構築することができていると考えられた。一方、ガスハイドレートの新たな利用法として、実用化を念頭にCO2ハイドレート技術による青果物内の鮮度保存を検討した。今回は、キュウリ，ナス，ブドウ，ニンジン，ジャガイモを用い、ブドウについては丸ごと，それ以外は長さ2cmに切断して円柱形に調製した。これより、青果物の種類や反応条件によってX線回折強度は異なったものの、CO2ハイドレート由来の回折ピークが認められその生成を確認できた。さらに、青果物の種類によって生成率が異なったが、組織構造や内容成分組成の違いなどが原因として考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Characterization of Tetra-n-butylphosphonium Bromide Semiclathrate Hydrate by Crystal Structure Analysis (2013)
  • 著者名/発表者名: 室町 実大、竹谷 敏,山本 佳孝、大村亮
  • 雑誌名: CRYSTENGCOMM 巻: 16 ページ: 2056-2060
  • 査読あり
• [学会発表] ＣＯ２ハイドレード技術を用いた農工融合型地域システムの創出 ～循環型低炭素社会の実現を目指して～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 松尾 誠治
  • 学会等名: 田原臨海企業懇話会研修会
  • 発表場所: 崋山会館、愛知県田原市
  • 年月日: 20140319-20140319
  • 招待講演
• [学会発表] 二酸化炭素ハイドレート技術を用いた農工融合型施設園芸システムの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松尾 誠治,岩崎 泰永,山本 佳孝,
  • 学会等名: 第5回メタンハイドレート総合シンポジウム
  • 発表場所: 臨界副都心センター,東京都江東区
  • 年月日: 20131204-20131205
• [学会発表] Feasibility study of an effective of carbon dioxide hydrate in greenhouse production (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Iwasaki , D. Ahn,S. Matsuo,H. Umeda
  • 学会等名: Greensys
  • 発表場所: ＩICC Jeju, Jeju, Korea
  • 年月日: 20131006-20131011
• [学会発表] 二酸化炭素ハイドレート技術を用いた農工融合型施設園芸システムの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松尾 誠治
  • 学会等名: 第１０回ガスハイドレート産業創出イノベーション講演会
  • 発表場所: （独）産業技術総合研究所 臨海副都心センター 別館、東京都江東区
  • 年月日: 20130919-20130919
  • 招待講演
• [学会発表] 青果物品目の違いが低温・高圧処理による炭酸ガスクラスレート水和物の生成量に及ぼす影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: ムンクバト，竹谷敏，梅田大樹，松尾誠治，中野浩平
  • 学会等名: 第72回農業食料工学会年次大会
  • 発表場所: 帯広畜産大学 講義棟, 北海道帯広市
  • 年月日: 20130910-20130913
• [学会発表] 低温－微高圧炭酸ガスによる青果物の品質保持技術の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中野浩平，ムンクバト，竹谷敏，梅田大樹，松尾誠治
  • 学会等名: 第18回生物関連高圧研究会シンポジウム
  • 発表場所: 岐阜大学サテライトキャンパス、岐阜県岐阜市
  • 年月日: 20130905-20130906
• [学会発表] 工業圏から分離生成した二酸化炭素ハイドレート技術を用いた農工融合システムの実現 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松尾誠治
  • 学会等名: 農業施設学会年次大会シンポジウム
  • 発表場所: 岐阜大学応用生物科学部,岐阜県岐阜市
  • 年月日: 20130828-20130830
  • 招待講演
• [学会発表] 微小氷を用いたCO2ハイドレート生成機構の力学的、熱力学的考察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平林紳一郎, 竹内基, 永川圭介, 種橋航, 山本佳孝
  • 学会等名: 第18回動力・エネルギー技術シンポジウム
  • 発表場所: 千葉大学西千葉キャンパス、千葉県千葉市
  • 年月日: 20130620ー21