mixed hydrate
混合ガスハイドレートの結晶構造選択則
我々のグループの新しい論文が出版されました。 本論文では，混合ガスハイドレートの結晶構造選択則を拡張van der Waals–Platteeuw（vdWP）理論で議論する．まず，VOP（Vertex Order Parameter）を用いて空ホスト格子の力学的に不安定な構造を排除できる経験則を提案する．次に，ゲスト分子の種類と混合比が結晶構造に与える影響を考察し，微量の第二成分で相変化を誘発し，新規安定相や準安定相の探索が可能となることを示す．本研究は，ガスハイドレートの工学的応用と美しい結晶構造を持つ物質としての側面を重視し，新たな結晶構造発見への貢献を期待する． 河原亘佑, 松本正和, 田中秀樹, 2026. 混合ガスハイドレートの結晶構造選択則. 低温科学 84, 155–164. DOI:10.14943/lowtemsci.84.155
CH4-CO2二元系クラスレートハイドレートの相挙動について： 水相との平衡
我々のグループの新しい論文が出版されました。 我々は、対応する水和物と共存する水溶液状態におけるゲストの CH4および/または CO2の溶解度を探索する。平衡条件は、対分子間ポテンシャルを用いた統計力学的理論に基づき、ハイドレート中の水とゲスト種の化学ポテンシャルを計算することにより見積もった。これにより、二元系ハイドレートであっても、温度、圧力、ゲスト種の組成の広い範囲をカバーしながら、最小の計算コストで済む。ハイドレートの最も重要な特徴の一つである非化学量論的性質は、その相挙動やハイドレートの核生成の駆動力を評価する際に必ず考慮される。CO2ハイドレートに関する二相平衡は、水に対する CO2の溶解度が低いものの有限であることを考慮して評価される。有限な溶解度は、CO2ハイドレートの解離温度の小さな系統的な偏差をもたらすことがわかった。流体 CO2と共存する CO2の溶解度は温度とともに減少するが、ハイドレートの存在下では CH4の場合と逆の温度依存性が得られる。この方法を様々なゲスト組成の CH4-CO2二元水和物に適用した。また、平衡に関与する相の間でゲストの組成に大きな違いがあることも見いだした。 Hideki Tanaka, Masakazu Matsumoto, Takuma Yagasaki; On the phase behaviors of CH4–CO2 binary clathrate hydrates: Equilibrium with aqueous phase; J. Chem. Phys. 161, 214503 (2024). https://doi.org/10.1063/5.0244386