Promotion of hydrogen generation during low temperature serpentinization

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これまでの研究で比較的高濃度の水素が生成することが分かっている北海道幌満産のハルツバージャイト試料から均質な粉末試料を用意するため、入手した拳大の岩石試料数十個のXRD分析、強熱減量分析を行い、蛇紋岩化の程度の低い岩石試料のみを荒砕きし、フロースルー実験のためのストック試料とした。バッチ式実験を10回程度繰り返した結果から、このストック試料から平均55 μmol/kgの水素が安定して生成することが確認できた。また、フロースルー装置については研究室の既存のものに水素捕集のための装置を取り付け、上記のストック試料を用いて実験を試みた。その結果、バッチ式実験の約８倍の水素を捕集することに成功した。溶液組成の分析や地球化学モデリングの結果からは、フロースルー系では溶液が常時供給されることにより溶液のpHが低く維持され、かんらん石の溶解が促進されているためと考えられる。このことから、当初予測した閉鎖系であるバッチ式と比較して開放系であるフロースルー式の水素生成装置のメリットを実証することができた。しかしながら、モデリングによる予測結果と比較すると実験による水素生成量は1/10程度であった。この原因として、フロースルー装置に水素が留まっているか、リークしている可能性が考えられる他に、水素生成のメカニズムに関わるかんらん石から溶解した鉄の酸化効率が適切に予測できていない可能性が考えられる。またその他の溶液組成では溶存Ca濃度がモデルと実験で乖離がみられ、Caを含む輝石の溶解や水素生成に与える影響を適切に評価できていない可能性がある。