Elucidation of silica and silicate scaling mechanism on material surfaces and its modelling

材料表面二氧化硅和硅酸盐结垢机制的阐明及其建模

• 批准号: 22H01806
• 负责人: 盛田 元彰
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Tokyo University of Marine Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01806/
• 关键词: スケーリング; シリカ・シリケート; 地熱; 含水マグネシウムシリケート(M-S-H); 粘土鉱物; 含水マグネイスムシリケート（M-S-H）; 含水マグネシウムシリケート（M-S-H）

本年度は、各種材料のスケーリング性を評価できるように装置を改造した。地下の模擬をできる限りできるように、薬品注入の際に圧力の低下ができる限り起こらない高圧で薬品を注入できるプレッシャーピペットを自作した。測定精度を改善できるように試験条件を固定し、装置構成を変えて複数回行い、良好な再現性を得られるような試験装置構成へとさらに改造した。改善には、圧力計を設置して差圧を測定する手法のほか、流量計等も設置し、様々なデータをモニタリングすることでスケーリング性を評価できるようにした。そして、データ処理の方法について検討した。最終的に差圧と流量計のデータの双方からスケーリング性の傾向を捉えることができた。その試験の中で、スケーリングの難易に材質の影響があることが確認された。水溶液中の粒子径やゼータ電位を測定できる装置の仕様策定及び立ち上げをおこなった。納品は資材不足の影響で遅れたが2023年度の後期中に納品を完了できた。そしてスケーリング性評価試験を行った後のサンプルを測定し、実際に粒子系とゼータ電位を測定できる測定方法を確立した。スケーリングに影響する因子として、溶存酸素と塩化物イオン濃度の影響について電気化学的手法と電子顕微鏡を用いてスケーリング状態を観察し、付着した物質についてFT-IRとXRDを用いて解析した。溶存酸素量と塩化物イオン濃度が高いほどスケーリングが顕著であったことから、溶存酸素量と塩化物イオン濃度はスケーリング性を左右する重要な因子であった。

今年，对设备进行了修改以评估各种材料的可扩展性。为了能够尽可能多地模拟地下，我制作了自己的压力移液管，使我可以在高压下注入化学物质，在尽可能多地注射化学物质时压力下降。固定测试条件以提高测量精度，并更改设备以多次执行，并进一步修改以提供具有出色可重复性的测试设备结构。为了改善系统，除了使用压力表测量差压力的方法外，还安装了流量计等，以允许监视各种数据以评估缩放。然后，我们讨论了数据处理方法。最后，我们能够从差异和流量计数据中捕获缩放趋势。在测试期间，已经确认材料对缩放的难度有影响。已经制定并确定了可以在水溶液中测量粒度和Zeta电位的设备的规格和启动。由于材料的短缺而延迟了交付，但是在2023财政年度的下半年完成了交付。在缩放评估测试后，建立了一种测量方法，实际上可以测量粒子系统和Zeta电位。使用电化学技术和电子显微镜观察到溶解的氧和氯离子浓度作为影响缩放的因素，并使用FT-IR和XRD分析了附着的物质。缩放是显着的，因为溶解的氧量和氯离子浓度更高，因此溶解的氧气和氯离子浓度是影响缩放特性的重要因素。

项目成果

人が導き繋いでくれた、地熱発電研究への思い

以人为导向、以人为本的地热能研究思考