メタンハイドレートの圧力誘起構造変化とその超高圧資源貯蔵技術への応用

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550871
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 八木 寿子 (平井 寿子) 筑波大学, 地球科学系, 講師 (60218758)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 佳孝 産業技術総合研究所, エネルギー利用研究グループ, 主任研究員
• Keywords: メタンハイドレート / filled ice構造 / 構造変化 / ダイヤモンドアンビルセル / 高圧

Research Abstract

メタンハイドレートは、海洋底堆積物に全地球規模で分布し、日本近海にも大量の埋蔵が確認されており、地球環境問題やエネルギー資源問題の鍵を握る物質として注目されている。従って、メタンハイドレートの高圧下における挙動、特に、生成から高圧分解、また。その間の水和数変化、構造変化を知ることは、資源・環境問題に対して緊急の課題であるとともに、水-メタン系の物質科学を理解する上にも重要である。本研究では、メタンハイドレートの採掘・貯蔵技術開発に関する基礎データを得るため、ダイヤモンドアンビルセルを用い、超高圧下の挙動をX線回折、ラマン分光、及び、光学顕微鏡によるその場観察によって明らかにすることを目的としている。メタンハイドレートの10万気圧までの挙動は、報告者等によって明らかになっているので、本年度は、10万気圧から50万気圧までの高圧実験をおこない、挙動を明らかにした。すなわち、メタンハイドレートの高圧相であるfilled ice構造(斜方晶系)は少なくとも50万気圧まで保たれ、圧縮率に大きな異方性があることが解った。この異方性は、結晶構造の特異性で説明することができた。また、このfilled ice構造において、水素結合が対称化していることが、原子間距離から示唆された。

Research Products

• [Publications] Hisako Hirai et al.: "Pressure-indued phase changes of argon hydrate and methane hydrate at room temperature"Proc. Jpn. Acad. ser. B. 78・3. 39-44 (2002)
• [Publications] Hisako Hirai et al.: "Structural changes of argon hydrate under high pressure"J. Phys. Chem.. B. 106・43. 11089-11092 (2002)
• [Publications] Hisako Hirai et al.: "High-pressure structures of methane hydrate"J. Physics : Condensed Mater. 14・44. 11443-11446 (2002)