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メタンハイドレート

化石燃料に変わる新しいエネルギー源として注目されている、メタンハイドレート（理論化学式：CH４・5.75 H2O）はメタンガスがある条件下（低温・高圧）で水と化合してできる白いゼリー状または雪のようなもの。永久凍土の下部や深度500m程度以深の深海地層中に存在することが明らかになってきた。メタンハイドレートは加圧と冷却によって生成され、ある温度と圧力の範囲において安定に存在する。実験室レベルでは０℃で30気圧程度まで加圧するとメタンハイドレートができる。
日本周辺でもオホーツク沖、十勝・日高沖、南海トラフ、四国沖などに分布していると推定されている。日本の現時点（1995年消費量ベース，約540億m3）における天然ガス年間消費量の137年分にも相当する量。
通常の水の中にとけ込むことが出来るメタンガスの量が、水の体積の2～5倍程度であるのに対して、メタンハイドレートの場合は、理論的には200倍以上ものメタンを固定することが出来る。実際には１m3のメタンハイドレートを分解すると、水：0.8ｍ3とメタンガス：172m3（大気圧下、０℃）のメタンガス（天然ガスの主成分）を得ることができる。
メタンハイドレートは、メタンガス分子と水分子から構成されており、燃焼による硫黄酸化物等の有害成分の放出はほとんどないため、他の化石燃料に比較してクリーンなエネルギー源と言える。一方、メタンハイドレートが融解し地表に直接放出された場合には、大気中の酸素と反応して地球温暖化の元凶である二酸化炭素が発生する。メタン単体では100年間における地球温暖化係数が二酸化炭素の21倍ある。
メタンハイドレートは地下においては固体で存在する。水の比重の関係から深海の海水温は約３度で安定しているが，この条件では水深５００ｍ(５０気圧)以上でメタンハイドレートが生成する。大水深域に賦存するので、効率よく気化し、回収する方法や、回収するための開発システムについては、多くの課題がある。海底のメタンハイドレートを不用意に掘削すると，その下層や周辺のハイドレート層にかかる圧力が減少して分解し，大量のメタンガスが噴出する。万一それが一帯のメタンハイドレート層に連鎖的に広がれば貴重な資源を大量に失うだけではなく，地球温暖化に無視のできない影響を与え，さらに温度上昇によって他地域のメタンハイドレート層のバランスを崩壊させる。また、メタンハイドレートを含む海底から２００～５００メートルの地層は地滑りを起こしやすく、採集が難しい。
微妙な圧力と温度の条件下で存在するメタンハイドレートであり、バランスを崩さないように採取する必要がある。有機溶剤などの影響でもバランスが崩れるそうだ。
大気中のＣＯ２をハイドレート層に注入し、メタンを取り出したあとの空間にＣＯ２を閉じこめる方法も研究中である。メタンよりシャーベット状になりやすいＣＯ２の性質を利用する。

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＊初の本格的な海上基礎試錘　三重 (2004/01/24)

http://www.mainichi.co.jp/news/flash/shakai/20040124k0000m040121000c.html

未来の燃料として期待されるメタンハイドレートを調べる初の本格的な海上基礎試錘（しすい）が、三重県尾鷲市沖合約４０キロの熊野灘で始まった。約４カ月をかけ、遠州灘から熊野灘にかけた海域の約３０カ所で海底をボーリングし、メタンハイドレートを採取したり、産出の方法などを探る。

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ナノカーボン素材へのメタン吸蔵に成功(2003.03.15)

千葉大学の金子克美教授と、科学技術振興事業団(ＪＳＴ)基礎的研究発展推進事業の飯島澄男代表研究者(ＮＥＣ特別主席研究員)、村田克之研究員らは、炭素でできたナノ(1ナノは10億分の1)サイズの円錐(えんすい)「カーボンナノホーン」の側面にナノサイズの窓を開けて、メタンを内部に高密度に吸蔵することに成功した。細孔から取り込まれたメタンがナノホーン内部でクラスター(塊)を形成し、液体での貯蔵に近い高密度貯蔵が可能になった。自動車用メタンタンクなどへの応用が期待できる。

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