深海相当超高圧下におけるクラスレート水和物を界面に伴う液体CO2の動的挙動の解明

阐明相当于深海的超高压下液态CO2与笼形水合物界面的动态行为

基本信息

批准号：
07750224
负责人：
平井秀一郎
金额：
$ 0.7万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750224/
关键词：
地球温暖化海洋貯留レーザ計測

项目摘要

地球温暖化の主要な原因の1つである大気中のCO2濃度の増加を抑制するために,火力発電所や製鉄所の大量発生源から分離回収した液体CO2を深海底に貯留する方法は,3000m以深の深海底では液体CO2は海水より密度が大きくなるため深海底の凹地を利用して液体CO2を貯留することが可能になることと,深海底の温度・圧力条件下で液体CO2と海水の反応によりCO2クラスレート水和物(以下,CO2クラスレート)と呼ばれる固体が界面に形成され,CO2の海洋への拡散の抑制に寄与するため,CO2による地球温暖化対策の有望なものの1つとして考えられている.本研究は,レーザ応用画像計測法を深海相当超高圧下をシミュレートするためにプローブ等の挿入が困難な超高圧下のCO2の実験に適用した.CO2のプールからの深層流による拡散挙動について,CO2クラスレートの溶解に伴うpHの変化をレーザシート内の2次元の誘起蛍光強度分布を受光することにより明らかにし,CO2クラスレートの物理化学挙動を含めたCO2の動的挙動を解明を行った。液体CO2または水にDye(色素)を混入し,Yagレーザ光の吸収により放射されるレーザ誘起蛍光の瞬時2次元分布を高感度CCDカメラにより受光した.CO2の拡散は,周囲の水に対してpHの変化を誘起し,Dye(色素)としてフルオレセインを用いると,2次元瞬時のpH分布の計測を行った。これにより、CO2の溶解速度を算出し、液体CO2噴出により得られた液体CO2のプールの上を深層流が流れ,これによりCO2が液体CO2を深海底に貯留することがどの程度のタイムスケールで行えるかを明らかにした。1GWの火力発電所から排出されるCO2の10年分が完全に溶解するまで240年程度要することを明らかにした

为了抑制大气中二氧化碳浓度的增加，这是全球变暖的主要原因之一，将液体CO2储存并从深海床中的大型热电厂和钢厂分离并回收的方法是，液体二氧化碳在深海床上大于海水大于海水，从而使使用液体CO2在深海床中储存液体二氧化碳。在深海深处的温度和压力条件下，在界面上形成了一种称为CO2外酸水合物（以下称为二氧化碳），导致二氧化碳扩散到海洋中。为了促进这种抑制作用，它被认为是对二氧化碳引起的全球变暖的有前途的对策之一。这项研究将激光应用的图像测量方法应用于在超高压力下使用CO2进行实验，在该实验中很难插入探针等，以模拟相当于深海的超高压力。关于二氧化碳从二氧化碳库中的深度流动的扩散行为，通过接收激光片中的二维诱导荧光强度分布以及二氧化碳的动态行为，包括二氧化碳和化学行为，通过接收二维诱导的荧光强度分布来揭示与二氧化碳旋转酸酯溶解相关的pH变化。将染料（染料）混合到液体二氧化碳或水中，并通过高敏感性CCD摄像头接收到通过吸收YAG激光发出的激光诱导的荧光的瞬时二维分布。二氧化碳的扩散会诱导周围水的pH变化，并使用荧光素作为染料，测量了二维瞬时pH分布。这计算了二氧化碳的溶解速率，并揭示了通过液体二氧化碳射出获得的液体二氧化碳池的流动，并且在什么时间尺度上会导致二氧化碳将液体二氧化碳储存在深海中。据透露，从1GW热电厂的二氧化碳排放量大约需要240年才能完全溶解。