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水素ハイドレートの合成とそのエネルギー輸送・貯蔵媒体への利用

氢水合物的合成及其作为能量传输/存储介质的用途

基本信息

批准号：
19656251
负责人：
平井寿子
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Ehime University (2009)University of Tsukuba (2007-2008)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

水素は燃焼すると水だけが残り、二酸化炭素を放出しない環境低負荷のエネルギー資源である。水素をエネルギー資源として利用するためには、高密度にする必要があり、従来、低温によって液化する方法や、高圧によって高密度流体化する方法、水素吸蔵合金を作製する方法などが検討されてきた。しかしながら、これらの方法は目的物の製造や貯蔵に、また、水素の吸蔵/放出に大きなエネルギーを必要とする。近年、水素がメタンハイドレートと同様の包摂水和物を形成することが報告され、この包摂水和物の水素貯蔵媒体としての可能性が注目されている。水素の場合、分子サイズが小さいため、種々の氷多形構造の水分子ネットワークの間隙に入り込み、包摂水和物より高密度の水素吸蔵氷物質群が形成される可能性がある。本研究では、氷構造の水素吸蔵能力をいかし、氷構造の多様性を利用して高密度水素吸蔵氷物質(充填氷とよぶ)を作成し、それらの基本物性を明らかにし、水素エネルギー輸送・貯蔵媒体としての利用技術開発を行うことを目的とする。これまでの研究では、主に充填氷型水素ハイドレートの安定性やその原因に関する研究を行い、構造内に生じる特異的な相互作用が安定性を保証することを明らかにした。平成21年度は、水素貯蔵媒体としての利用を目指すため、低温・低圧領域での安定性を調べた。すなわち、実際に利用するには、圧力は低くなければならず、そのためには低温にする必要がある。生成した充填氷ハイドレートをダイヤモンドアンビル中で液体窒素温度下で1気圧まで圧力を開放し、その後温度を上昇させていく実験を行った。その結果、水素ハイドレートは一旦合成されると、1気圧下で260Kまで存続することが明らかとなった。これらの結果は、水素利用技術において、水素ハイドレートの貯蔵温度や貯蔵期間に対して重要な知見となる。

Water is burned and carbon dioxide is released. The water absorption alloy is made of high density materials, low temperature materials, and high pressure materials. This method is necessary for the production, storage, absorption and emission of water. In recent years, the possibility of the formation of water and matter containing water and matter has been noticed. In the case of water element, the possibility of formation of water element absorption substance group with high density is very high. This study aims to improve the water absorption capacity of the structure, to utilize the diversity of the structure, to create a high-density water absorption material (filling material), to clarify the basic physical properties of the material, and to develop the utilization technology of the water absorption material. This research is related to the reasons for the stability of the main filling type water element, and the specific interaction generated in the structure to ensure the stability. In 2011, the use of water storage media was pointed out, and the stability of low temperature and low pressure fields was adjusted. The pressure is low and the temperature is low. The temperature of the liquid is 1 ° C, the pressure is 1 ° C, the temperature is 1 ° C, and the temperature is 1 ° C. As a result, the water content of the mixture was reduced to 260K at 1 ° C. The results show that water utilization technology, water storage temperature and storage period are important aspects of water utilization technology.