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学位論文 【 表示 ／ 非表示 】

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• 氷点下温度域におけるクラスレートハイドレートの相平衡条件と結晶構造

  2015年03月 

論文 【 表示 ／ 非表示 】

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• Phase Equilibrium Conditions in Cyclopentane Hydrate Forming Systems Coexisting with Sodium Chloride Aqueous Solution under Atmospheric Pressure and Vacuum Condition

  Keitatsu Kamochi, Ayushman Tripathi, Masanao Taoka, Ryo Ohmura, Keita Yasuda

  The Journal of Chemical Thermodynamics ( Elsevier )  175   106886   2022年12月 [ 査読有り ]

  掲載種別: 研究論文（学術雑誌）

  関連する研究費コード: 19K14911, 22K03948

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  The equilibrium condition measurements were performed in the cyclopentane clathrate hydrate forming systems coexisting with sodium chloride as a technological basis for the development of seawater desalination technology using clathrate hydrates. The experiments were performed in the system under vacuum condition in addition to the system under atmospheric pressure. The equilibrium conditions in the system under the vacuum condition are essential to accurately construct the phase diagram in the cyclopentane clathrate hydrate forming system without the effects of the surrounding air. The equilibrated phases were sodium chloride aqueous solution + cyclopentane clathrate hydrate + liquid cyclopentane + vapor cyclopentane in the system under the vacuum condition. The concentration of sodium chloride investigated in this study, wNaCl, was 0 ≤ wNaCl ≤ 0.210 in mass fraction. The equilibrium temperature in both systems decreased with increasing wNaCl. The equilibrium temperature at a fixed concentration of sodium chloride under the vacuum condition was lower than that under the atmospheric pressure. It was attributed to the compression by the atmospheric pressure in addition to the incorporation of molecules constituting the atmospheric air.

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• Development of Dual Functional Methodology for Seawater Desalination and Salt Manufacture by Carbon Dioxide Hydrate Formation

  Akari Gibo, Seiya Nakao, Sayaka Shiraishi, Satoshi Takeya, Shigeo Tomura, Ryo Ohmura, Keita Yasuda

  Desalination ( Elsevier )  539   115937   2022年10月 [ 査読有り ]

  掲載種別: 研究論文（学術雑誌）

  関連する研究費コード: 19K14911, 22K03948

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  Clathrate-hydrate-based seawater desalination is a novel technology that is performed by reaction between seawater and guest compounds to obtain fresh water. This study proposed a dual functional methodology for seawater desalination and salt manufacture by using carbon dioxide clathrate hydrate. In this methodology, the clathrate hydrate formation continues until the concentration of electrolytes in unreacted brine reaches the saturated solubility for the salt precipitation. The visual observation of the clathrate hydrate formation and the salt precipitation coupled with the analysis utilizing the powder X-ray diffraction (PXRD) technique was implemented to demonstrate the methodology. The carbon dioxide clathrate hydrate formation was first performed with sodium chloride aqueous solution. The carbon dioxide clathrate hydrate crystals floated on high salinity water. This experiment was followed by the occurrence of the sodium chloride dihydrate precipitation upon the carbon dioxide clathrate hydrate formation. The formed compounds, carbon dioxide clathrate hydrate and sodium chloride dihydrate, were identified by PXRD analysis. The mass fraction of the compounds was also determined by PXRD.

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• Visual Observation of Tetra-n-butylammonium Bromide Ionic Semiclathrate Hydrate Formation: A Laboratory Experiment

  Keita Yasuda

  Journal of Chemical Education ( American Chemical Society )  98   3587 - 3592   2021年11月 [ 査読有り ]

  掲載種別: 研究論文（学術雑誌）

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  A laboratory experiment was performed using tetra-n-butylammonium bromide (TBAB) ionic semiclathrate hydrate, a crystalline compound. Ionic semiclathrate hydrates have unique properties, and hence, novel technologies utilizing the ionic semiclathrate hydrates have been proposed to date. Thus, students could learn fundamentals of functional materials through ionic semiclathrate hydrates from chemical and engineering points of view. In the experiment, formation of the TBAB hydrate was observed at fixed temperature and under atmospheric pressure by using TBAB aqueous solutions having TBAB mass fractions of wTBAB = 0.10, 0.20, 0.30, 0.40, and 0.50. There are no serious safety hazards. In addition, the experiment can be performed using inexpensive equipment and materials. The amount of the formed TBAB hydrate and its crystal morphology depended on the concentration of the aqueous solution. The students needed to submit a laboratory report describing fundamentals of the ionic semiclathrate hydrates, a relationship between equilibrium conditions and the amount of the formed TBAB hydrate, and an adequate crystal morphology of the TBAB hydrate crystals as a thermal storage material. Most students understood the experiment well, and the average score of the reports was approximately 80%.

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• Simultaneous Crystallization of Cyclopentane Hydrate and Sodium Chloride for Desalination and Salt Manufacture

  Mikihiro Tanaka, Keita Tsugane, Daiki Suga, Shigeo Tomura, Ryo Ohmura, Keita Yasuda

  ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( American Chemical Society )  9   9078 - 9084   2021年07月 [ 査読有り ]

  掲載種別: 研究論文（学術雑誌）

  関連する研究費コード: 19K14911

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  Simultaneous crystallization of cyclopentane hydrate and sodium chloride dihydrate was implemented to demonstrate a dual-functional system for hydrate-based seawater desalination and salt manufacture that could be performed with zero emission. A sodium chloride aqueous solution having an initial mass fraction of sodium chloride of 0.235 or 0.264 was used for the experiments as an alternative to seawater. When using the aqueous solution having a sodium chloride concentration of 0.264 in mass fraction, the precipitation of polyhedral sodium chloride dihydrate crystals was first observed, followed by the formation of particulate cyclopentane hydrate crystals. In contrast, when using the aqueous solution having a sodium chloride concentration of 0.235 in mass fraction, the formation of particulate cyclopentane hydrate was first observed and then the particulate sodium chloride dihydrate precipitated. The formed cyclopentane hydrate and the precipitated sodium chloride dihydrate were separated by the remaining sodium chloride aqueous solution due to the density difference even after the agitation of the system. The eutectic temperature and concentration were determined to be 259.75 K and 0.238 in mass fraction of sodium chloride, respectively.

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• Phase Equilibrium Condition Measurements in Carbon Dioxide Hydrate Forming System Coexisting with Seawater

  Rihito Nakane, Yusuke Shimosato, Eito Gima, Ryo Ohmura, Izuru Senaha, Keita Yasuda

  The Journal of Chemical Thermodynamics ( Elsevier )  152   106276   2021年01月 [ 査読有り ]

  掲載種別: 研究論文（学術雑誌）

  関連する研究費コード: 17K14604

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  Three phase equilibrium conditions of synthetic standard (seawater + carbon dioxide hydrate + carbon dioxide gas) were experimentally determined based on the batch, isochoric procedure. The total mass fraction of the electrolytes in the synthetic standard seawater, wss, was 0.0351, 0.0700, or 0.1036 that was composed of pure water and seven salts. The equilibrium pressure–temperature conditions were as follows: 271.95 K < T < 279.05 K and 1.298 MPa < p < 3.144 MPa in the system having wss = 0.0351, 272.25 K < T < 278.15 K and 1.530 MPa < p < 3.361 MPa in the wss = 0.0700 system and 271.15 K < T < 275.65 K and 1.643 MPa < p < 2.909 MPa in the wss = 0.1036 system. The quantitative evaluation of the changes in the equilibrium temperature at a fixed pressure was performed by applying the equilibrium conditions to the Clausius–Clapeyron equation. The results are essential to design the thermodynamic conditions for the clathrate hydrate-based seawater desalination technology.

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MISC（その他業績・査読無し論文等） 【 表示 ／ 非表示 】

MISC（その他業績・査読無し論文等） 【 表示 ／ 非表示 】

• 微小微量ミストを付加した衝突噴流熱伝達の流速依存性

  伊敷 和樹，安田 啓太

  沖縄化学装置懇話会 令和3年度沖縄学生発表会     2022年02月  [査読有り]

   

• シクロペンタンハイドレート生成にともなう硫酸カルシウム二水和物の析出

  助川 祐香利，安田 啓太

  沖縄化学装置懇話会 令和3年度沖縄学生発表会     2022年02月  [査読有り]

   

• 二酸化炭素ハイドレート生成系の相平衡条件と浮沈条件

  白石 清花，安田 啓太

  沖縄化学装置懇話会 令和3年度沖縄学生発表会     2022年02月  [査読有り]

   

• シクロペンタンと二酸化炭素のダブルハイドレート生成系の高濃度塩化ナトリウム共存下での相平衡条件測定

  三嶋 彩佳，安田 啓太

  沖縄化学装置懇話会 令和3年度沖縄学生発表会     2022年02月  [査読有り]

   

• 学生実験としてのTBABハイドレートの成長観察

  安田 啓太

  日本機械学会 技術と社会部門 講演会     2021年11月  [査読有り]

   

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科研費獲得情報 【 表示 ／ 非表示 】

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• ハイドレート法による海水淡水化と製塩および石膏回収のゼロ・エミッション技術

  基盤研究(C)

  課題番号: 22K03948

  研究期間: 2022年04月  -  2025年03月 

  代表者: 安田　啓太 

  直接経費: 3,300,000（円）  間接経費: 990,000（円）  金額合計: 4,290,000（円）

• クラスレートハイドレート法による海水淡水化/製塩ハイブリッドシステムの開発

  若手研究

  課題番号: 19K14911

  研究期間: 2019年04月  -  2021年03月 

  代表者: 安田　啓太 

  直接経費: 3,300,000（円）  間接経費: 990,000（円）  金額合計: 4,290,000（円）

• クラスレートハイドレート法による海水淡水化技術の開発

  若手研究(B)

  課題番号: 17K14604

  研究期間: 2017年04月  -  2019年03月 

  代表者: 安田　啓太 

  直接経費: 3,300,000（円）  間接経費: 990,000（円）  金額合計: 4,290,000（円）

• 氷点下温度域におけるクラスレート水和物　－相平衡条件測定と結晶構造解析ー

  特別研究員奨励費

  課題番号: 10J03623

  研究期間: 2010年04月  -  2012年03月 

  代表者: 安田　啓太 

  直接経費: 1,400,000（円）  間接経費: 0（円）  金額合計: 1,400,000（円）

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