Mechanisms of accelerated mineral carbonation through self-promoting reactions

通过自促进反应加速矿物碳酸化的机制

基本信息

  • 批准号:
    22K18994
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 4.16万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-06-30 至 2025-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

本年度はペリクレース(Mg0)およびペリクレースを吸水させて生成したブルース石(Mg(OH)2)を用いた反応透水実験,および天然のブルース石に富む蛇紋岩,および通常の蛇紋岩のバッチ式反応実験をおこなった.反応透水実験では封圧20MPa,流体圧約10MPa,200℃の条件下で超臨界CO2を試料に注入した.その結果,無水状態(MgO)では反応はほとんど進まないのに対して,含水状態(Mg(OH)2)では劇的に反応が加速しマグネサイト(MgCO3)が生成することが明らかになった.また,含水状態(Mg(OH)2)では,反応により固相の体積が増加し空隙が減少したにも関わらず,透水性が反応とともに向上する傾向がみられた.これは,ブルース石(Mg(OH)2)の空隙サイズが1 um以下と小さいのに対して,反応後のマグネサイト(MgCO3)は粗粒であり空隙サイズが10 um以上と大きくなっていることが原因と考察された.さらに,含水部分であるブルース石の分布が不均一であるサンプルでは,ブルース石が選択的に炭酸塩化することにより亀裂が生成し,透水性が向上することが明らかになった.バッチ式反応実験では,試料を90-200℃において,10 MPa CO2飽和水および蒸気圧下の1M NaHCO3水溶液と反応させた.その結果,NaHCO3水溶液では高温ほど反応量が増加すること,CO2飽和水では高温ほどブルース石の溶解が抑制され蛇紋石の反応性が向上することが明らかになった.さらにNaHCO3水溶液では,150℃および200℃において顕著な巨視的な亀裂生成が観察された.これは蛇紋岩の炭酸塩化反応実験で,明瞭な巨視的な亀裂を生成した初めての報告である.試料の詳細な解析により蛇紋岩の炭酸塩化における亀裂生成プロセスが明らかになりつつある.
This year's は ペ リ ク レ ー ス (Mg0) お よ び ペ リ ク レ ー ス を bibulous さ せ て generated し た ブ ル ー ス stone (Mg (OH) 2) を い た anti 応 permeable be 験, お よ び natural の ブ ル ー ス stone に rich む serpentinite, お よ び usually の serpentinite の バ ッ チ type anti 応 be 験 を お こ な っ た. Reverse 応 water permeation test で で seal at 20MPa, fluid pressure at approximately 10MPa, and で supercritical CO2を test material に injected at 200℃ <s:1> conditions た. そ の results, anhydrous state (MgO style) で は anti 応 は ほ と ん ど into ま な い の に し seaborne て, hydrated (Mg (OH) 2) で は drama に anti 応 が accelerate し マ グ ネ サ イ ト (MgCO3) が generated す る こ と が Ming ら か に な っ た. ま た, moisture state (Mg (OH) 2) で は, anti 応 に よ り solid-phase の が raised plus が し gap to reduce volume し た に も masato わ ら ず, permeability が anti 応 と と も に upward す る tendency が み ら れ た. こ れ は, ブ ル ー ス stone gap (Mg (OH) 2) の サ イ ズ が below 1 um と small さ い の に し seaborne て, after the 応 の マ グ ネ サ イ ト (MgCO3) は coarse で あ り gap サ イ ズ が above 10 um と big き く な っ て い る こ と が reasons と tour さ れ た. さ ら に, water cut part で あ る ブ ル ー ス stone が の distribution heterogeneity で あ る サ ン プ ル で は, ブ ル ー ス stone が sentaku に carbon acid salt of す る こ と に よ り growing crack が generated し, permeability が upward す る こ と が Ming ら か に な っ た. バ ッ チ type anti 応 be 験 で は, sample を 90-200 ℃ に お い て, 10 MPa CO2 saturated water お よ び steamed 気 圧 の under 1 m NaHCO3 solution と anti 応 さ せ た. そ の results, NaHCO3 solution で は high-temperature ほ ど が raised against 応 quantity add す る こ と, CO2 saturated water で は high-temperature ほ ど ブ ル ー ス stone の dissolved が inhibit さ れ serpentine の anti 応 sex が す upward る こ と が Ming ら か に な っ た. さ ら に NaHCO3 solution で は, 150 ℃ お よ び 200 ℃ に お い て 顕 the な the macroscope な growing crack generated が 観 examine さ れ た. こ れ は serpentinite の carbon acid salt chemical anti 応 be 験 で, clear な な of macroscope crack growing を generated し た early め て の report で あ る. Detailed sample な analysis によ によ serpentine <s:1> carbonation における fissure formation プロセスが light ら にな にな にな ある ある ある ある.

项目成果

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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
蛇紋岩化反応における鉄の分配と水素生成に対するシリカの影響
二氧化硅对蛇纹石化反应中铁分配和产氢的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    田中修平;岡本敦;吉田一貴;丹羽尉博;木村正雄;宇野正起;藤井昌和
  • 通讯作者:
    藤井昌和
Slab-derived fluid storage in the crust elucidated by earthquake swarm
地震群阐明了地壳中板片衍生的流体储存
  • DOI:
    10.1038/s43247-022-00610-7
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.9
  • 作者:
    Yusuke Mukuhira;Masaoki Uno;Keisuke Yoshida
  • 通讯作者:
    Keisuke Yoshida
Olivine vs orthopyroxene:controls on iron partitioning during serpentinization
橄榄石与斜方辉石:蛇纹石化过程中铁分配的控制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Shuhei Tanaka;Atsushi Okamoto;Kazuki Yoshida;Yasuhiro NIwa;Masao Kimura;Masaoki Uno;Kazumasa;Fuji
  • 通讯作者:
    Fuji
Rupture of serpentinized mantle wedge by self-promoting carbonation: insights from Sanbagawa metamorphic belt
自促进碳化作用导致蛇纹石化地幔楔破裂:来自三八川变质带的见解
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Atsushi Okamoto;Ryosuke Oyanagi;Kazuki Yoshida;Masaoki Uno;Hiroyuki Shimizu;Madhusoodhan Satish-Kumar
  • 通讯作者:
    Madhusoodhan Satish-Kumar
Continental arc-derived eclogite in the Zavkhan Terrane, western Mongolia: Implications for the suture zone in the northern part of the Central Asian Orogenic Belt
  • DOI:
    10.1016/j.jseaes.2022.105150
  • 发表时间:
    2022-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Manzshir Bayarbold;A. Okamoto;Otgonbayar Dandar;M. Uno;N. Tsuchiya
  • 通讯作者:
    Manzshir Bayarbold;A. Okamoto;Otgonbayar Dandar;M. Uno;N. Tsuchiya
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宇野 正起其他文献

局所安定構造を持つ単成分液体のフラストレーションとガラス化
具有局部稳定结构的单组分液体的挫败和玻璃化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    土屋 範芳;山田 亮一;宇野 正起;石野誠一郎
  • 通讯作者:
    石野誠一郎
マントルかんらん岩の蛇紋岩化反応と磁鉄鉱の生成への温度、シリカの影響:海洋リソスフェアにおける水素の生成に関する提言
温度和二氧化硅对地幔橄榄岩蛇纹石化反应和磁铁矿形成的影响:大洋岩石圈产氢的建议
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    田中 修平;岡本 敦;ダンダル オトゴンバヤル;宇野 正起;藤井 昌和
  • 通讯作者:
    藤井 昌和
沈み込み帯プレート境界におけるSi流体交代作用によるTalc CPOの形成
俯冲带板边界硅流体交代作用形成滑石 CPO
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    永冶 方敬;岡本 敦;ウォリス=サイモン;大柳 良介;武藤 潤;宇野 正起
  • 通讯作者:
    宇野 正起
NZプロジェクト -ヒクランギ沈み込帯での大規模海底地震観測-
新西兰项目 - Hikurangi 俯冲带大规模海底地震观测 -
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    宇野 正起;Diana Mindaleva;土屋 範芳;新井隆太・小平秀一 ・藤江剛・尾鼻浩一 郎・山本揚二朗・三浦誠一・ 望月公廣・ 仲谷幸浩・Stuart Henrys・Dan Barker・Richard Kellett・Dan Bassett・Nathan Bangs・Harm van Avendonk
  • 通讯作者:
    新井隆太・小平秀一 ・藤江剛・尾鼻浩一 郎・山本揚二朗・三浦誠一・ 望月公廣・ 仲谷幸浩・Stuart Henrys・Dan Barker・Richard Kellett・Dan Bassett・Nathan Bangs・Harm van Avendonk
トロロアオイ根の抽出液の物性値計測とモデルパラメータの検討
国槐根提取物物理性质测定及模型参数研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    足立 達朗;河上 哲生;宇野 正起;東野 文子,;藤田 克志,嶋田 千香, 植松 英之,坪田 朔弥,松山 亮太
  • 通讯作者:
    藤田 克志,嶋田 千香, 植松 英之,坪田 朔弥,松山 亮太

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島弧における流体圧・透水率の時空間変動ダイナミズムの解明
岛弧流体压力和渗透率时空波动动力学的阐明
  • 批准号:
    23K22600
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 4.16万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Spatio-temporal dynamisms of fluid-pressure and permeability in arc crusts
弧壳流体压力和渗透率的时空动力学
  • 批准号:
    22H01329
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 4.16万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
変成岩組織と同位体組成の複合解析による地殻流体輸送メカニズムの研究
变质岩结构与同位素组成联合分析研究地壳流体输运机制
  • 批准号:
    11J07735
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 4.16万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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