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J-GLOBAL ID：202102243956163426   整理番号：21A2168524

現実的頁岩ケロゲンにおけるCO_2/CH_4競争吸着と閉じ込めの分子研究【JST・京大機械翻訳】

Molecular Investigation of CO2/CH4 Competitive Adsorption and Confinement in Realistic Shale Kerogen

著者 (5件)： Zhou Wenning (School of Energy and Environmental Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China) ,  Zhou Wenning (Beijing Key Laboratory of Energy Saving and Emission Reduction for Metallurgical Industry, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China) ,  Zhang Zhe (School of Energy and Environmental Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China) ,  Wang Haobo (School of Energy and Environmental Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China) ,  Yang Xu (School of Energy and Environmental Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China)
資料名： Nanomaterials (Web)  (Nanomaterials (Web))
巻： 9  号： 12  ページ： 1646  発行年： 2019年 
JST資料番号： U7252A  ISSN： 2079-4991  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 頁岩有機物におけるCO_2/CH_4混合物の吸着挙動および機構は,頁岩貯留層におけるガス回収(CS-EGR)の増強による二酸化炭素隔離を予測するのに重要な役割を果たす。本研究では,実際の頁岩ケロジェン中のCO_2/CH_4二元混合物の吸着性能と機構を,グランドカノニカルモンテカルロ(GCMC)と分子動力学(MD)シミュレーションを用いて研究した。特に,純粋なCH_4とCO_2/CH_4混合物の競合吸着性能に及ぼす頁岩有機タイプと熟成度,温度,圧力,および含水量の影響を研究した。圧力と温度はCO_2/CH_4の吸着容量と選択性の両方に著しい影響を与えることが分かった。また,シミュレーション結果は,CO_2/CH_4の吸着容量がケロジェンの成熟レベルと共に増加することを示した。タイプII-Dケロジェンは,他のタイプIIケロジェンと比較して,CH_4とCO_2の吸着容量において明白な優位性を示した。さらに,CO_2とCH_4の吸着容量は,ケロジェン表面上のH_2O分子の強い吸着強度により,湿潤ケロジェン中で著しく抑制された。さらに,現実的なケロジェン細孔構造を特性化するために,スリット状ケロジェンナノポアを構築した。ケロジェンナノポアは頁岩貯留層におけるCO_2地中隔離の可能性を決定する上で重要な役割を果たすことが観察された。ナノ細孔サイズの増加とともに,閉じ込め効果による表面へのミクロ孔充填から単分子層吸着への支配ガス吸着機構の遷移を見出した。本研究で得られた結果は,元のガス-イン-場所を推定し,頁岩マトリックス中の二酸化炭素隔離能力を評価するのに役立つ。Copyright 2021 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *吸着 ,  シミュレーション ,  *頁岩 ,  単分子層 ,  湿潤 ,  *ケロジェン ,  分子動力学 ,  二酸化炭素固定化 ,  シェールガス
準シソーラス用語： 分子シミュレーション ,  ナノ細孔 ,  吸着容量 ,  貯留層 ,  吸着能力 ,  吸着機構 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： シェールガス回収の向上 ,  CO_2隔離 ,  競争吸着 ,  吸着機構 ,  分子シミュレーション

分類 (3件)： 採油,採ガス一般  (UA10010K) ,  堆積岩  (DE05050B) ,  油層工学  (UA10030G)

引用文献 (63件)：

• Yuan, J.; Luo, D.; Feng, L. A review of the technical and economic evaluation techniques for shale gas development. Appl. Energy 2015, 148, 49-65.
• Ho, T.A.; Wang, Y.; Xiong, Y.; Criscenti, L.J. Differential retention and release of CO2 and CH4 in kerogen nanopores: Implications for gas extraction and carbon sequestration. Fuel 2018, 220, 1-7.
• Prpich, G.; Coulon, F.; Anthony, E.J. Review of the scientific evidence to support environmental risk assessment of shale gas development in the UK. Sci. Total Environ. 2016, 563-564, 731-740.
• Middleton, R.S.; Gupta, R.; Hyman, J.D.; Viswanathan, H.S. The shale gas revolution: Barriers, sustainability, and emerging opportunities. Appl. Energy 2017, 199, 88-95.
• Kadoura, A.; Narayanan Nair, A.K.; Sun, S. Molecular Dynamics Simulations of Carbon Dioxide, Methane, and Their Mixture in Montmorillonite Clay Hydrates. J. Phys. Chem. C 2016, 120, 12517-12529.

タイトルに関連する用語 (6件)： 頁岩 ,  ケロゲン ,  競争吸着 ,  閉じ込め ,  分子 ,  研究