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研究グループ 概要

メタンハイドレート生産技術グループ

新たな天然ガス資源として期待されているメタンハイドレート資源開発において、天然ガス生産挙動の定量的解析のための貯留層モデルに資する天然コア特性分析や、メタンハイドレート貯留層からの高い天然ガス生産性と回収率を確保するための生産増進法の研究開発・生産挙動解析シミュレータMH21-HYDRESによる生産性評価を行っています。また、ガスハイドレート利用促進を目的に、ガスハイドレート特有の物性(ガス包蔵性、熱物性、ゲストホスト相互作用)解明などによる基本特性の理解を通じ、ガスハイドレートの機能を工業的に活用する研究開発を行っています。

キーワード: 天然メタンハイドレート堆積物、炭素資源、保圧コア解析、ガスハイドレート

a)     b)     c)
    a) 圧力コア(10 MPa, 4℃):東部南海トラフより採取したメタンハイドレートを含む砂質堆積物
b) 圧力コアサンプルの保圧保管
c) 深海底の温度・水圧・地盤応力条件を再現した力学・浸透率計測装置

メタンハイドレート開発システムグループ

環境調和型の持続可能な社会を構築するという社会課題の解決とエネルギーセキュリティ確保のため、天然ガスの供給源として期待される砂層型MH貯留層の解析・モデル化、ガス生産時の流動保証等の実践研究、および表層型MHの資源化に必要な要素技術の開発を進めています。 MHから得られるメタンはブルー水素の供給源としても位置付けられています。また、MH資源開発フィールドを用いたハイドレートによるCCS技術に関する検討も開始しました。当グループでは、上記の研究に必要なインヒビタの作用機構の解明や蓄熱・ガス分離特性の解明などのハイドレートの機能活用に関する目的基礎研究も併せて実施し、様々なハイドレート研究の評価・解析技術の開発と新規テーマの創出、および技術の社会実装にチャレンジしています。

キーワード: メタンハイドレート開発、ハイドレート 利用CCS、ハイドレート機能活用、物理特性探索、セミクラスレート

MH生産性増進・坑井内流動障害防止技術


MH生産性増進
   
  • 坑井内流動状態の予測
  • 抑制物質の探索と評価
  • MH再生成、氷生成挙動
  • 熱物性解析、スキン形成


MH被覆気泡の生成・成長・凝集過程


ハイドレートの機能活用技術


一方向凝結法
   
  • 効率的冷熱貯蔵媒体の開発
  • ガス分離・輸送・貯蔵
  • ハイドレート新規物理特性探索


ガスを含むセミクラスレートの結晶構造

炭化水素資源転換グループ

炭化水素資源をクリーンかつ高効率に有効利用するための転換プロセス及び分析技術に係る研究開発を推進しています。超多成分の炭化水素分子の混合物であるバイオマス、各種廃棄物、石油、石炭などを分子単位で解析する技術開発を通じ、メカニズム解明や、新規転換プロセスを提案します。様々な反応実験、反応シミュレーション、プロセス・システム解析に係る技術開発を通じ、分子反応~反応器~社会・環境というナノ~マクロを全体最適化した高効率転換プロセスを提案します。

キーワード: 炭化水素資源、バイオマス、廃棄物、石油、石炭、アスファルテン、コークス、詳細構造解析、プロセス・システム解析、抽出、原料前処理、高付加価値化、熱分解、ガス化、接触分解、ファウリング


様々な解析技術を駆使した高効率転換法の提案



ナノ(反応)からマクロ(反応器・プロセス・システム)まで
全体最適化された高効率転換プロセスの提案

エネルギー変換プロセスグループ

石炭や天然ガスなどの既存の化石資源を高効率かつクリーンに利用する技術、再エネ由来電力/水素あるいは工場などから排出されたCO2を活用した合成ガスや化学基幹原料の製造するCCU技術の開発が持続的な低炭素社会に実現のために必要です。エネルギー変換プロセスグループでは、エネルギー資源有効利用における新たな物質転換を可能とする革新的な熱化学プロセスあるいは電気化学プロセスの構築をめざし、循環流動層反応装置、加圧反応装置、流動層反応装置、電気化学セル型反応装置などを用いた研究開発を進めています。

キーワード: 化石資源、再生可能エネルギー、水素、CO2有効利用、化学変換プロセス



循環流動層ガス化装置
   

全自動触媒評価装置


SOFC/SOEC耐久性評価装置
   

加圧型触媒評価装置

エネルギー変換材料グループ

エネルギー変換プロセスに関わる固体炭素の材料化・貯留・再資源化などの研究開発に取り組んでいます。カーボンリサイクルに関しては、溶融塩電解を利用して、 CO2を固体カーボンと酸素ガスに分解し、固体カーボンを回収・再利用するプロセスの確立を目指した研究を行っています。メタン熱分解によるCO2フリー水素の製造では、併産されるナノ炭素の材料化等に向けて、高純度炭素生成機構の解明、炭素・触媒分離技術についての研究を行っています。その他のナノ炭素利用技術開発、関連する熱化学反応装置ならびに機構の解明に関する研究を進めています。多孔質炭素、触媒、流動層技術、黒鉛材料に関連する企業連携も推進しています。

キーワード: ナノ炭素、メタン分解、カーボンリサイクル、流動層、多層グラフェン

CO2の溶融塩中での電解還元・炭素固定化
Electrolytic decomposition of CO2 to carbon and oxygen gas in high temperature molten salts
    循環流動層技術の開発
Utilization of Circulating Fluidized Bed
    ゼロカーボン・スチールの実現に向け、鉄鉱石の水素還元に循環流動層を適用
Application of CFB to hydrogen reduction of iron ore toward Zero-carbon steel
メタン分解カーボンナノチューブを用いた複合材料開発
Development of Carbon nanotube composites from methane decomposition process

エネルギー触媒技術グループ

低炭素社会の実現に向け、二酸化炭素の再資源化および再生可能エネルギーや未利用エネルギー資源の利用拡大を目指して、触媒、反応工学、電気化学をベースとした研究開発を実施しています。現在、再生可能エネルギー由来の水素・バイオマス・回収した二酸化炭素等を原料としてエネルギーキャリア・燃料(アンモニア、メタン、軽質炭化水素、バイオ燃料)および有用化学品を高効率に製造・利用するための新規触媒、材料およびこれらを用いた反応システムの開発を行っています。また、再生可能エネルギー由来の電力を直接利用する新規反応プロセスの開発にも取り組んでいます。

キーワード: 触媒、電気化学、CCU、水素・エネルギーキャリア、メタン、バイオ燃料

水素材料グループ

安全で経済的な水素社会へ移行するためには、水素サプライチェーンの各種要素技術のさらなる高性能化、高効率化、低コスト化が不可欠です。当グループでは、その中でも再生可能エネルギー由来の水素を高圧ガス保安法等の制約を受けずに、高密度に貯蔵できる水素吸蔵合金の開発および高性能化(高容量化・高耐久化)を進めています。また、水素と水素吸蔵合金の反応の特徴を利用して、熱化学式水素昇圧、水素精製等の水素貯蔵以外の付加的機能への応用にも取り組んでいます。水素雰囲気中での材料評価技術を活用し、水素吸蔵に伴う合金の構造変化をとらえるなどの基礎的研究から、材料特性の向上を目指しています。

キーワード: 水素貯蔵、水素昇圧、燃料電池自動車、水素ステーション





日立造船-産総研循環型クリーンエネルギー創出連携研究室

最終更新日:2021. 9. 1

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