研究情報
Research information

炭素回収・貯蔵(CCS)は気候変動に対処する重要な技術であり、CO2ハイドレート貯蔵はその高密度ポテンシャルと安定性から注目を集めている。本研究では、実験および熱力学的解析を通じて、塩水環境下におけるCO2ハイドレートの相挙動を調査し、貯留方法の最適化に向けた理論的基盤とデータ的裏付けを提供する。その結果、塩水溶液中では、塩濃度の上昇に伴い誘導時間の短縮することが示された。最大ガス貯蔵容量(79.5 mmol/mol)は0.3 wt% NaClで発生するが、分解安定性は最も弱い。異なる塩溶液において、Na+系のガス貯蔵容量はK+ 系の1.82倍であった一方、K+ 系はより高い分解安定性（分解時間が2.56倍長い）を示した。SO42-系は生成速度と安定性においてCl- 系を上回る。さらに、ハイドレート相平衡条件は塩濃度によって著しく影響を受け、最大1.0 Kの温度シフトが生じるが、同じ濃度での塩種間の違いは無視できる程度である。最終的に、海底堆積物環境における相平衡条件を予測するために各系がハイドレート相の挙動に与える影響のメカニズムを取り入れた、偏差が0.25 K未満という高精度に達するところの改良モデルを開発した。本研究は、CO2ハイドレート貯留技術の工学的応用に不可欠なデータと理論的支援を提供するものである。
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https://doi.org/10.1016/j.jcou.2025.103277