クラスレート水和物の相平衡条件の分子論的予測手法の開発
【研究分野】熱工学
【研究キーワード】
クラスレート水和物 / 分子動力学シミュレーション / モンテカルロシミュレーション / 充填率 / 平衡条件 / 分子動力学 / 相平衡 / 占有率 / クラステート水和物 / 分子シミュレーション
【研究成果の概要】
分子シミュレーションを用いて，メタンをはじめとした様々なゲスト分子に対応した相平衡条件の予測が可能となる計算方法を確立した．クラスレート水和物／水／ゲストの系において，温度・体積一定の分子動力学シミュレーションを用いて相平衡条件を求める直接的な方法を提案し，実験結果および先行研究と比較し，本研究の妥当性を示した．また，クラスレート水和物・ゲストの系から充填率を自動的に再現するギブスアンサンブル・モンテカルロシミュレーションの計算方法を提案した．これらの計算とメタンや水素等の実験の相平衡データと比較し，本方法の検証を行い妥当な結果を得た．
【研究の社会的意義】
分子動力学シミュレーションによってクラスレート水和物の相平衡状態を求める方法が提案された．この方法を用いることにより様々なクラスレート水和物の相平衡状態を求めることできる．また，本方法を発展させることにより固体・液体・気体の３相平衡状態を求めることができるようになる．また，ギブスアンサンブル・モンテカルロシミュレーションにより充填率を求めることができるようになり，様々なクラスレート水和物の充填率を計算できるようになった．
【研究代表者】
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2015-04-01 - 2020-03-31
【配分額】44,330千円 (直接経費: 34,100千円、間接経費: 10,230千円)