[H-SC04] 地球温暖化防⽌と地学（CO2地中貯留・有効利⽤、地球⼯学）

[HSC04-02] 汎用的CO₂地中貯留を目指したウルトラファインバブルの有用性評価

*宍田 哲大¹、喜岡 新¹、山田 泰広¹ (1.九州大学)

キーワード：CCS、ウルトラファインバブル、ナノバブル、間隙率

地球温暖化対策の一つとしてCO₂地中貯留(CCS)技術が注目されている。しかし、CCS実用化には場所、環境条件やコストなど様々な制約があり、より簡易的・汎用的かつ低コストで行えるCCS技術が求められる。そこで、低コストで環境に優しいウルトラファインバブル(UFB)によるCCSの可能性について検証した。本研究では、UFBの安定性と気体溶解性などの性質に着目し、CO₂をUFB化した水を異なる空隙率環境の模擬地層に注入し、間隙水の液相CO₂濃度の時間変化を測定することで、UFBの有用性を検証した。

空隙率と充填砂粒子の中央粒径が異なる簡易的な模擬地層を用意した。それぞれの簡易模擬地層内にCO₂化したUFB水を注入し、経過時間に伴う間隙水中の液相CO₂濃度の変化を測定した。CO₂-UFB水は超微細孔式+回転式UFB生成器と純水を用いて作成し、注入圧力0.2MPa、生成時間20分間とした。模擬地層の空隙率は48%, 50%, 55%, 60%を用意し、1日、7日、14日、28日、42日後の液相CO₂濃度を測定した。

CO₂-UFB水作成直後の液相CO₂濃度は1030±210ppmとなり、気泡径と個数密度から推定される理論的な濃度と一致した。簡易地層中へのCO₂-UFB水注入後の液相CO₂濃度は時間経過に従って低下した。しかし空隙率が高い条件では、液相CO₂濃度の減少速度が小さかった。さらに、空隙率60%の地層では6週間経過後でも、液相CO₂濃度は約200ppmと高かった。CO₂-UFB水注入前の純水のCO₂濃度が1〜2ppmである点と、本実験を大気開放下で行っている点を加味すると、注目すべき結果だといえる。これらの結果より、CO₂-UFB水注入後はしばらくはバルクUFBが高CO₂濃度に寄与しているが、おおよそ1週間後以降は砂粒子に付着している表面UFBが高CO₂濃度に維持していると示唆される。以上から、CO₂をUFB化することによって一般的な地下浅部でもCCSが可能であることが期待される。