【研究分野】環境技術・環境材料

【研究領域課題番号】15710052 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

二酸化炭素 / 地球温暖化 / 地下貯留 / MRI / コア解析 / CO_2 / 岩石 / 飽和度

【研究成果の概要】

平成15年度においてMRIを用いた岩石内を流動する超臨界CO_2を直接可視化できることが明らかとなった.平成16年度はこれらの知見を基に,計測の高度化を行うとともに,計測結果を基に,定量的な解釈を試みた.
第一に,平成15年度に用いたスピンエコー法による可視化手法を用いると計測時間が1分程度度と長くなり,時間分解能が足りなくなる.一方,円筒形の岩石コアに圧入されたCO_2は流れ水平面方向に均一であることが確認されている.よって,これを解決するために,スピンエコー法の中で,プロジェクション法と呼ばれる,水平面内にMR信号を積分して取得する方法を適用し,計測の高速化を図った.これにより,約10秒間隔でのデータの取得が可能となった.
次に,地下900mに相当する高温高圧条件に置いて,CO_2の圧入過程をMRIを用いて計測した.これらのデータを基に,Goodfieldらが提案しているデータ解析手法の適用を行った.隔離したCO_2の長期挙動予測には漏洩を誘発する浮力の影響と漏洩を防ぐキャップロックの毛管圧の効果を正確に把握する必要がある.しかしながら,従来の計測方法ではこれらを独立して評価することが困難であった.本研究では,岩石内の任意の位置における飽和度をMRIにより時系列データとして取得することにより,これまでの手法では分離が困難であった,粘性,浮力,毛管圧の効果を区別して解釈することが可能であることを実験的に示した.

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2003 - 2004

【配分額】3,700千円 (直接経費: 3,700千円)

【研究分野】熱工学

【研究領域課題番号】12555055 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

地球温暖化 / ハイドレート / MRI / 地球温暖化問題 / ハイドルート

【研究成果の概要】

大気中のCO_2の濃度の増加を抑制するために、火力発電所などの大量発生源から回収した液体CO_2を海洋に隔離する方策は、CO_2を注入・溶解する方法・技術によりいかに酸性化の程度を低減させ、生物影響を無視できるほど小さくするかが実用化されるかどうかのポイントとなる。本研究は、CO_2液泡群を放出する直前に液CO_2泡内に水を噴射することにより水と液体CO_2が高圧化で反応し生成されるハイドレート微粒子を生成させ、ハイドレートの密度が大きいことを利用してCO_2液胞を海洋中で加工させて溶解させることにより海洋深層にCO_2を長期にわたり隔離させ、なおかつ液CO_2胞の溶解に要する移動距離が大きいことを利用して薄くをCO_2溶解させ、生物影響が極めて小さい新しいCO_2の海洋深層超希釈溶解技術を開発することを目的とする。
本研究で開発した方法は、CO_2液泡内に水微粒子を噴射することにより、水と液体CO_2が高圧化で反応して生成されるハイドレート微粒子を生成させ、その効果をCO_2海洋隔離が実現されるのに有効なものとして利用しようとするものであるが、水微粒子の表面に形成したハイドレートの分率を上げるために、微粒化した液体CO_2の特性を噴出ノズル径、速度を大幅に変化させて、これらの現象を解明した。さらに、進展した方法として、水中にCO_2液体を微粒化する方法について検討した。この場合、液泡内のCO_2の分率は、上記のCO_2液体の中の水噴霧に比べて小さくなるために、液泡の比重量を容易に増加させて周囲海水中を沈降する方法について明らかにした。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2000 - 2002

【配分額】6,600千円 (直接経費: 6,600千円)