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

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。

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。