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講義No.09779

非在来型天然ガスとして期待される「メタンハイドレート」とは?

非在来型天然ガスのひとつ「メタンハイドレート」

 「都市ガス」は、一般に国外などから調達した天然ガスから製造されます。その主成分のメタンが、メタンハイドレートの形で海底や湖底の堆積物の中にもあることがわかりつつあります。現在、世界中でこの物質についての調査・研究が行われています。
 日本でも、メタンハイドレートの調査が行われています。この物質は、水分子が水素結合でつながってナノスケールのカゴを形成し、そこにメタンが取り込まれているのです。メタンハイドレートを温めたり圧力を低くして分解させ、メタンを得ることが期待されています。

作られている場所と作られ方を調査・研究

 メタンハイドレートは、低温・高圧下で水とメタンから人工的に作ることができます。北海道沖のオホーツク海の場合は、水深500メートルあたりの圧力と水温で作られています。メタンハイドレートが存在する堆積物の硬さや特徴も調べられています。また、メタンは、海や湖の底にたまったプランクトンなどの有機物が、主として微生物や地熱によって分解されて発生することが明らかになっています。さらに、ロシアのバイカル湖の調査で水分子を分析したところ、湖の水ではなく、地底から沸き上がっている水が使われていることが確認されました。

メタンハイドレートへの期待

 メタンを多く得るには、水分子のカゴに取り込まれるガスがメタンである必要があります。メタンと一緒にほかのガスが取り込まれると結晶構造が変わるので、メタンのカゴへの取り込まれ方が変わります。また、カゴの空き部屋が多いと多くのメタンを得ることはできません。そこで、どれくらいカゴが埋まっているかも評価します。
 メタンハイドレートは将来の貴重なエネルギー資源として期待されています。この研究は、将来新しい産業に結びつくかもしれません。メタンやメタン以外のガスハイドレートの工学的な利用も期待されています。また、エネルギーの地産地消など、これまでと違うエネルギー循環も期待できるでしょう。

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この学問が向いているかも 分析化学、物理化学、地盤工学、微生物学

北見工業大学
工学部 地球環境工学科 教授
南 尚嗣 先生

先生の著書
メッセージ

 あなたは、非在来型天然ガスのひとつとして期待されているメタンハイドレートを知っていますか。メタンハイドレートは、国内外の海底表層や永久凍土環境で発見されています。しかし、なぜその場所にあるのか、どうやってできたのかなど、よくわからない点も多いのです。
 北見工業大学では、ガス、水、結晶、土、微生物などの専門家の力を結集して研究を進めています。メタンハイドレートの生成環境と生成機構を解明するための基礎研究と今後の工学利用に向けた研究の取り組みです。あなたも一緒に挑戦しませんか。

先生の学問へのきっかけ

 大学で物質を構成する化学物質の種類と量を特定する、分析化学という学問に出合いました。何百万分の一、何億分の一しか入ってないほんのわずかな化学物質を検出することができる技術に感銘を受けて、これを生かした研究を行いたいと思うようになりました。そして、これまでに高純度材料や天然水の中の超微量元素の測定方法の開発を行ってきました。そんな中、メタンハイドレートの研究プロジェクトに参加することになり、現在もさまざまな研究者とチームを組み、オホーツク海の海底にあるメタンハイドレートの調査・研究を行っています。

先輩たちはどんな仕事に携わっているの?

海洋調査/海洋土木/資源探査

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南 尚嗣 先生がいらっしゃる
北見工業大学に関心を持ったら

 7月20日(土)にポートメッセなごやで開催される大学研究&学問発見のための国公私立大 合同進学ガイダンス「夢ナビライブ2019名古屋会場」で、南尚嗣先生が【海底表層メタンハイドレート】というタイトルの講義ライブを11:50から実施!全部で206名の大学教授が講義ライブを実施するほか、本学を含む145大学が個別ガイダンスを実施します。詳しくは
 https://yumenavi.nagoya(パソコン、スマホ、ケータイ共通)をご覧ください。

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