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Molecular simulation approach toward carbon neutrality

实现碳中和的分子模拟方法

基本信息

批准号：
22K03564
负责人：
森下徹也
金额：
$ 2.66万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2027-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

CCUSの柱の一つである"storage"（もしくは"sequestration"）では、高温高圧下の超臨界状態のCO2流体を地下に貯留する。しかしながら地下には地下水が含まれることも多く、地下水とCO2流体の界面が地下環境でどのような特性を持つかは、CO2地下貯留の効率化において重要な知見となる。令和4年度はこのような状況を背景に、幅広い温度圧力領域でのCO2流体と水との界面張力を、分子動力学シミュレーションにより評価した。8, 10, 12MPaの圧力下では、328K-373Kの温度領域において界面張力は温度増加に対して増加する一方、373K以上の温度では温度増加に対して界面張力は減少する傾向が見られた。このような温度変化に対する極大値の出現は、これまでの実験結果と調和的である。一方、14MPa-50MPaでは温度増加に対して、界面張力は単調に減少する傾向が見られた。特に、478K-550Kの高温領域では、界面張力は対象とした全ての圧力下で減少する傾向が明らかになった。このような高温下での界面張力の実験測定はほとんどなされておらず、本計算結果は高温地層水へのCO2貯留に関して重要なデータとなる。界面張力の温度変化に対する極大値の出現を理解するために、Gibbs-Duhem(GD)式に基づいて界面モルエントロピーに注目した考察を行った。その結果、極大の出現は、CO2流体の密度やエントロピーが、臨界点近傍条件下で大きく変動することに起因することがわかった。

Under the conditions of high temperature, high temperature, high temperature and high temperature. The characteristics of the underground water in the CO2 fluid interface, the temperature in the underground environment, the temperature in the underground, and the retention rate in the CO2 are very important. The background, temperature, force, CO2 fluid, water, interface force, molecular dynamics, molecular dynamics, temperature, temperature 8, 10, 12MPa force, 328K-373K temperature field, interface force, temperature, temperature, temperature, The temperature is very sensitive to the temperature. The results show that there are significant differences in temperature and temperature. One side, the 14MPa-50MPa temperature plus the temperature, the interface force, the temperature, the temperature and the interface. Special, 478K-550K "high temperature field", the interface force is similar to that of the full force. The results of this calculation show that it is very important to measure the temperature of the interface at high temperature. the results of this calculation show that it is very important to measure the temperature of the interface at high temperature. The interface force, temperature, temperature, temperature and temperature of the interface. The result of the experiment, the detection of the extreme temperature, the density of the CO2 fluid, the density of the fluid, and the temperature near the boundary point caused the increase of temperature.