低炭素社会構築のためのCCS（CCS Technologies for low carbon society）

[1601-04-01] CO₂-水の界面張力に対して溶解が及ぼす影響の分子動力学的検討

○志賀 正茂¹、林 為人¹、梁 云峰² (1. 京都大学、2. 東京大学)

司会：末包哲也 （東京工業大学）
Chairman: Tetsuya Suekane (Tokyo Institute of Technology)

キーワード：二酸化炭素地中貯留、界面張力、分子動力学シミュレーション

CCS (Carbon Capture and Storage)はCO₂の大気中への排出量を削減する有効な技術として注目されている。遮蔽層や貯留層を構成する多孔質媒体中での流体の挙動には、界面での相互作用が重要な影響を及ぼす。界面の物性に対して、実験による測定に加え原子・分子間の相互作用に基づく分子動力学計算(MD)によるアプローチがda Rocha, SRPら(2001)等において多数行われている。
しかし、水溶液中での化学反応が関連するためMDによるCO₂溶解の影響の検討は容易ではない。そこで、本研究ではJavanbakhtら(2015)と同様のアプローチとして溶解の効果を炭酸の分子モデルを用いて再現し、水に加えてCO₂-水＋炭酸のモデル(OPLS-aaモデル)として界面張力の計算を行った。炭酸モデルの量はCO₂の溶解度に関する実験・数値計算によるデータに基づいて決定した。より広範な熱力学条件における実験値・従来のCO₂-水を用いた計算値との比較から、モデルと計算条件の妥当性、炭酸の影響を検討した。それにより、実験値に対してモデルによる計算値の向上が見られる予察的な結果が得られた。