超臨界CO2の石炭への吸着(CO2地中固定可能量評価のための基礎実験)

平成14年度 成果一覧

島田荘平(東京大学 大学院新領域創成科学研究科環境学専攻 助教授)
大島義人(東京大学 環境安全センター 教授)

要旨

CO2地中固定技術のひとつとして炭層を利用する方法がある。これは経済的に成り立たない炭層へCO2を貯留すると同時に炭層中に包蔵されているCH4ガスを回収・利用しようとする試みである。地中固定の際に最も重要となるのはCO2固定量である。しかし、このような炭層が存在する地下1000m以深では、注入したCO2は超臨界流体になる可能性が指摘されているが、超臨界CO2の炭層における吸着挙動が解明されていない。そこで本研究では、基礎的なデータに乏しい超臨界CO2の石炭への吸着挙動を調べるため、定容法に基づいた吸着量測定装置を作製した。この装置を用いて、2種類の国内炭、及び比表面積・細孔分布の異なる活性炭2種類の混合比を変えた試料における吸着等温線を作成した。また石炭については実験前後における比表面積・細孔分布測定を行った。石炭は活性炭に比べてその比表面積が非常に小さいにもかかわらず総吸着量にあまり違いは見られなかった。臨界圧以上の圧力では、吸着量は急激に増加した、この吸着量増加はCO2の密度増加の影響よりはるかに多きいことから、超臨界CO2では、石炭中のウルトラミクロ孔への浸透が予測された。
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キーワード

CO2、超臨界CO2、炭層、吸着、地中固定