新エネルギー資源としてのクラスレートハイドレートの相安定性検討

新能源笼形水合物的相稳定性研究

• 批准号: 17651038
• 负责人: BELOSLUDOV R.V.
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17651038/
• 关键词: ガスハイドレート; 動力学的安定性; 熱力学的性質; 自己保存効果; 核形成機構; 第一原理計算; 格子力学; 分子動力学; 熱力学的安定性; 水素ハイドレート; 核形成メカニズム

1)複数のゲストが占有したガスハイドレートの熱力学安定性:クラスレートハイドレートの相図を分子レベルで正確に予測できるモデルを開発した。このモデルはゲスト分子のホスト格子への影響を考慮し、計算に用いる熱力学ポテンシャルの温度と圧力の適用範囲を広げ、van der WaalsとPlatteeuの理論を大きく改良した。メタン、キセノンハイドレートに関するガス-ガスハイドレート-氷Ihの相平衡の理論研究を行い、得られた結果は実験データとよく一致していた。2)ガスハイドレートの自己保存効果:分子動力学および格子力学に基づく理論モデルにより水とハイドレートの界面の存在と氷の相中のメタンハイドレートの熱力学的に安定なナノクラスターの可能性を示した。シミュレーションによりガスハイドレートの異常な保存効果を作り出す氷の役割を調べた。メタンハイドレートを取り込んだ氷の相は常圧でメタンハイドレートが解離する温度よりも高い温度で安定に存在することが示された。氷の相に取り込まれたメタンハイドレートクラスターの圧力は氷の相の圧力よりも大変高く、250Kにおけるハイドレート相の余分な圧力はガスハイドレートを相図中の熱力学的安定性の領域に入れるのに十分なものであることが示された。3)ガスハイドレート核形成メカニズム:メタンハイドレートの場合、第一原理計算により次の核形成メカニズムが明らかになった。メタンハイドレート形成の最初のステップで、メタンは大きなケージよりも小さなケージをより安定にするために、メタンが入った小さなキャビティが形成される。その後、小さなキャビティは周囲の水分子と水素結合を形成し始め、少数の水分子で水素結合ネットワークが安定化される。さらに、小さなケージ間のメタン分子がキャビティの接着を防ぐために必要である。

1)Thermodynamic stability of complex molecules: accurate prediction and development of molecules The theory of thermodynamics, temperature and pressure is greatly improved by taking into account the influence of molecular lattice. A theoretical study of phase equilibrium was carried out and the results were consistent. 2) Self-preservation effect of molecular dynamics and lattice mechanics: molecular dynamics and lattice mechanics: molecular dynamics theory: molecular dynamics: molecular dynamics: molecular dynamics: The abnormal preservation effect of the system is adjusted by the system. The temperature of the solution is very high, and the temperature of the solution is very stable. The pressure of the phase is very high at 250K, and the residual pressure of the phase is very high at 250K. 3) Nuclear formation: In case of nuclear formation, first-principle calculation. The most important thing to do is to set up a small group of people. After the formation of water molecules and water binding, a small number of water molecules and water binding began to stabilize. In this case, the content of the article is not the same as that of the article.

项目成果

Microscopic model of clathrate compounds.

笼形化合物的微观模型。

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Physics : Conference Series 29
• 作者: V.R.Belosludov;T.M.Inerbaev;O.S.Subbotin;V.R.Belosludov
• 通讯作者: V.R.Belosludov

Modeling the self-preservation effect in gas hydrate/ice systems O. S. Subbotin

模拟天然气水合物/冰系统的自我保护效应 O. S. Subbotin

• 期刊: Materials Transactions (In Press)
• 作者: V.R.Belosludov;T.M.Inerbaev;O.S.Subbotin;V.R.Belosludov;O.S.Subbotin;V.R.Belosludov;V.R.Belosludov
• 通讯作者: V.R.Belosludov

Thermodynamic properties of hydrate phases immersed in ice phase

• DOI: 10.1088/1742-6596/29/1/039
• 发表时间: 2006
• 作者: V. Belosludov;O. Subbotin;Dmitrii S. Krupskii;T. Ikeshoji;R. Belosludov;Y. Kawazoe;J. Kudoh

Local pressure and density distribution in methane hydrate - ice Ih system.

甲烷水合物-冰Ih系统中的局部压力和密度分布。

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Physics : Conference Series 29
• 作者: V.R.Belosludov;T.M.Inerbaev;O.S.Subbotin;V.R.Belosludov;O.S.Subbotin
• 通讯作者: O.S.Subbotin

Modelling of the structure and vibrational properties of LDA, HDA, and VHDA amorphous ices.

LDA、HDA 和 VHDA 无定形冰的结构和振动特性建模。

• 发表时间: 2006
• 期刊: Comp. Mat. Sci. 36
• 作者: V.R.Belosludov;T.M.Inerbaev;O.S.Subbotin
• 通讯作者: O.S.Subbotin