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未来社会につながる「エネルギー材料」

夢ナビライブ2017福岡会場にて収録

1分動画1

余剰分を利用したエネルギー循環

1分動画2

エネルギー材料を作る過程

1分動画3

最先端の燃料電池研究

30分動画

講義を視聴する(30分)

高校1年生 エネルギーの材料をH2OとCO2でできることを知りとても驚きました。この分野の工学にとても興味がわき、質問もできよかったです。
高校1年生 この講義のおかげで自分の行きたい学部の選択肢が増えました。ありがとうございました。
高校1年生 核融合について知れてよかったです。将来、エネルギー研究の仕事につきたいのでがんばりたいと思いました。
高校1年生 今後活用が効率よくできるエネルギー材料についてとても分かりやすく図つきで説明してくださったので聞いてて楽しかったです。ありがとうございました。
高校1年生 有機化学というものに私はあまり興味がありませんでしたが、今回の講義で興味がわきました。
高校2年生 ストロンチウムを用いたエネルギー材料を作ることで、工場から出る排気ガスをも合成ガス、水素にすることができるとなると、画期的だなと思った。
高校2年生 ペロブスカイト酸化物の説明は難しかったが仕組みが分かると面白いと感じた。太陽光からのエネルギーが600TWもあることにびっくりした。
高校2年生 太陽光によって、必要なエネルギーよりもとても多くのエネルギーがもたらされていて、それを活用すれば化石燃料が不要になることを知り、驚きました。
高校2年生 自然エネルギーの利用の仕方を私たちが学んでいる化学の粒子の形で分かりやすく説明してくれて、エネルギー利用により興味を持ちました。
高校2年生 化石燃料の代わりとして、太陽光を使ってもっと良い方法がないのかと、授業で行っていたので、とてもわかりやすかったです。
高校2年生 この度は、講義をしてくださいまして、ありがとうございました。エネルギーのことについて深く学ぶことができて、よかったです。
高校2年生 自分たちのために、講義してくださりありがとうございました。とてもためになりました。
高校1年生 原子の組み合わせしだいで様々なことができることにおどろいた。
高校1年生 これからの社会について「水素」が大切ということが分かった。また、分子やエネルギーの構造について少し理解することができた。
高校1年生 理科に元から強い興味が無くなっていたが、今回はたのしかった。
高校1年生 CO2をださずに電気をつくるようなしくみを知れたので良かったです。
高校1年生 いろいろな道具が出てきていて、とても内容が濃くていい講義で分かりやすかった。
高校1年生 太陽電池について多く学んだ。太陽は600TV供給することができ、エネルギーをたくさん供給することが分かった。
高校2年生 再生可能エネルギーといえば風力や水力だったので、それを人為的につなぐ物質をつくっていると知り、驚きました。
高校1年生 未来社会に使うエネルギーを使うより、今ある資源を有効に使おうと思いました。
高校2年生 資源がなくなりつつある今、持続可能なエネルギーに目を向けるのはとても大事だと思った。
高校1年生 再生可能エネルギーは、全てまかなえないから問題になるのではなく、それに使うエネルギーが問題になることが分かった。
高校1年生 エネルギー材量は、日々進化していっているんだということがわかった。
高校2年生 今世紀の課題ということでエネルギー材料をテーマにして講義して下さりました。とても分かりやすく、ためになる話でした。
高校1年生 地球温暖化の問題とされている二酸化炭素が、エネルギーの原料になるような未来があったらさぞすばらしいことだと思います。
高校2年生 僕たちのために講義をしてくださりありがとうございました。難しい内容でしたが分かりやすく教えていただいたのでとてもいい勉強になりました。
高校2年生 いろいろな材料についてとても理解が深まりました。ありがとうございました。

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関心ワード
  • 化石燃料 、
  • 水素 、
  • 太陽エネルギー 、
  • 再生可能エネルギー 、
  • 燃料電池 、
  • 電気 、
  • 地球温暖化

講義No.g008725

再生可能エネルギーへの転換! 鍵は太陽エネルギーと水素

期待が集まる桁違いの太陽エネルギー

 現在、地球で消費されているエネルギーは10TW(テラワット)と言われています。しかし、2050年には新興国の経済発展などで倍の20TWになると予想されます。このエネルギーをいかに供給するかが大きな課題です。これまでと同じように石油などの化石燃料主体だと、地球温暖化がさらに進み資源の枯渇を早めます。そこで持続可能な再生可能エネルギーの利用が必要です。その中で太陽エネルギーは600TWが使用可能です。ほかのエネルギーは、原子力を除いて、数TW~10TWほどですので桁が違います。

エネルギーを水素に換える

 現在、太陽光は太陽電池で電気に変換されています。夜間使用するには蓄電する必要がありますが、バッテリーは高価で、大量の電気を蓄電できません。そこで注目されるのが、太陽の熱ネルギーを電気に換え、それを水の電気分解に利用して水素に変換する技術です。水素は電気と違い大量貯蔵・運搬が可能です。燃料電池で電気に再変換することもできます。水素から電気への理論的な変換効率は高く、80%以上と言われています。
 燃料電池からは水ができるので、これを水素製造に再利用することもできます。一方、工場などから排出される二酸化炭素は水素と反応すると一酸化炭素と水になります。一酸化炭素と水素は合成ガスと呼ばれ、さまざまな化学製品の原料となります。太陽ネルギーを水素で貯蔵できれば、化石燃料を使わずに多くのエネルギーをまかなえ、二酸化炭素の削減にもつながります。

反応スピードが速い材料を開発する

 ただ問題は、現状、太陽エネルギーから水素への変換効率が低すぎることです。太陽エネルギーの1%を超える程度しか使えていません。これではコスト的に化石燃料に太刀打ちできません。熱による水素製造は20数%まで可能ですが、効率を上げるには材料開発によって反応スピードを上げる必要があります。技術的な壁を突破する「ブレイクスルー」が期待されているのです。

この学問が向いているかも 材料工学

九州大学
工学部 物質科学工学科 教授
山崎 仁丈 先生

メッセージ

 私はエネルギー材料に関する研究を行っています。日本は資源、エネルギーが限られた国です。資源、エネルギーの利用には地球温暖化という世界最大の問題がありますが、日本として世界に貢献する研究を行いたいと考えています。
 そのためには、太陽光など自然にあるエネルギーをいかに利用可能なものにするかが重要になります。材料研究を通して、未来のエネルギーや地球温暖化に対処できるような方法論を見つけていきたいと思っています。私の研究に関心をもってもらえたらと思います。

先生の学問へのきっかけ

 高校生の頃は「超伝導材料」ブームで、日々臨界点を更新することが盛んにニュースになった時代で、その影響を受けたのか、材料に興味を持つようになりました。人類の歴史において材料の開発は文明の大きな転換点になっています。例えば、鉄が生まれることでさまざまな道具や機械が生まれ、私たちの生活は大きく変わりました。私もそんな、文明にインパクトを与える材料を開発したいと思うようになったのです。
 現在は、地球温暖化や資源枯渇など化石燃料の問題を解決するため、太陽エネルギーに関するキーテクノロジーを研究しています。

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山崎 仁丈 先生がいらっしゃる
九州大学に関心を持ったら

 九州大学は、教育においては、世界の人々から支持される高等教育を推進し、広く世界において指導的な役割を果たし活躍する人材を輩出し、世界の発展に貢献することを目指しています。また、研究においては、人類が長きにわたって遂行してきた真理探求とそこに結実した人間的叡知を尊び、これを将来に伝えていきます。さらに、諸々の学問における伝統を基盤として新しい展望を開き、世界に誇り得る先進的な知的成果を産み出してゆくことを自らの使命として定めています。