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Development of next generation energy teaching materials for the acquisition of "carbon neutral" concepts

开发下一代能源教材以获取“碳中和”概念

基本信息

批准号：
22K02512
负责人：
長南幸安
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hirosaki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2027-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K02512/
关键词：
カーボンニュートラルメタンハイドレートクリーンエネルギー水蒸気改質水素エネルギーアンモニア燃料カーボンフリー燃料炭素循環バイオエタノールクルーンエネルギークルーンエネルギーライフサイクルアセスメント

项目摘要

本研究の目的は、喫緊の環境イシューである地球温暖化問題解決のために必要な温室効果ガス削減を実現する上で重要な概念である「カーボンニュートラル」（炭素循環）獲得を考慮した次世代エネルギー技術を教育現場で実践・実感できるエネルギー教材を新たに開発することである。成果の1点目としてメタンハイドレートの教材化に向け簡便かつ安価に生成する方法の開発と改良を行った。メタンガス（天然ガス）は、地球温暖化の原因とされる二酸化炭素の２０倍以上の温室効果がある物質であり、燃焼させ二酸化炭素に変換することで、温室効果を２０分の１に減少させることが出来る。メタンハイドレート合成には設備の整った研究機関にあるような大掛かりな装置が必要であった。この課題を解決するため、本研究室では簡便な生成方法の開発を行ってきた。本年度は、従来法に実験条件や実験操作を検討することで、高い再現性でメタンハイドレートを90分以内という短時間で合成する方法を開発した。またこの教材を用いて、高等学校において授業実践も行い、教育現場への導入の検証も行った。二つ目の成果として、クリーンなエネルギーとして利用が進められている「水素」製造の教材化である。水素は、将来的には太陽光発電などを利用した水の電気分解での製造が主流の供給方法として研究されている。しかし電気利用による水素の製造は、コスト的・エネルギー的に効率が悪く、現在はメタンと水からの水蒸気改質という方法で製造されている。この水蒸気改質の教材化に成功した。三つ目として次世代燃料として近年開発が進んでいる「アンモニア」の教材を開発した。発電などの燃料として、アンモニアが注目されるメリットを、液化・運搬という観点から学習できる教材を考案した。またアンモニアが燃料として利用できることを実感できる実験条件と実験方法を見いだした。

The purpose of this study is to realize the important concept of "green house effect reduction"(carbon cycle) and to consider the next generation of green house technology and education field. The first point of this paper is to develop and improve the teaching method of safety management. The greenhouse effect of carbon dioxide is more than 20 times that of carbon dioxide, which is the cause of global warming. The greenhouse effect of carbon dioxide is reduced by 20 minutes and 1 minute. The whole research organization of the equipment is necessary. This paper discusses the development of a simple method to solve this problem. This year, we developed a new method for improving the quality of products and improving the reproducibility of products. The teaching materials are used, the teaching practice is carried out in colleges and universities, and the introduction of teaching materials is carried out on the spot. Second, the results of the project are used to improve the production of "water element" and teaching materials. Water is the future of solar power generation and utilization, and the production and supply methods of water power decomposition are studied. The production of water element in the use of electricity is the most efficient way to produce water. The production of water element in the use of electricity is the most efficient way to produce water. This water steaming modification has been successfully used as a teaching material. The third generation of fuel has been developed in recent years. The fuel of electricity generation, transportation and study materials are examined. In addition, the actual conditions and methods for realizing the use of energy and fuel are clearly demonstrated.