1キロワットアワーで作れるモノ

身近な工業製品を紹介しあいましょう。 そのなかから、ひとつ選んで、それにどんな材料が使われているか調べましょう。 使われる材料をひとつ選んで、その材料が 1キロワットアワーのエネルギーで、どれくらい作れるか調べてみましょう。 そして、その計算結果について議論してみましょう。

例えば、身近な工業製品としてアルミホイルを選んだとします。 それに使われる材料はアルミニウムです。

「現代の電気化学」の表5.4によれば 1 ) 、アルミニウム1トン製造するのに13400キロワットアワーと書いてあります。 ということは、1キロワットアワーでは、75gということになります。75gは、アルミ缶にして5本分、一円玉にして75枚です。 焼肉にして半人前です。 つまり、1キロワットアワーのエネルギーは、アルミニウム換算にして焼肉半人前ということです。

アルミニウムは電気エネルギーの塊ですね!

もちろん、エネルギーには、電気エネルギーのほかにも、熱エネルギーや光エネルギーがあります。 電気が苦手と言う人は、電気エネルギー以外で計算してもかまいません。 でも、光エネルギーで生産される材料なんてあるのかな・・・?

ちなみに1キロワットアワーで、環境に排出される二酸化炭素は、電力だけで500g。 くわえて ホールエルー法では、 アルミニウム1gに対して、2.5gの二酸化炭素が排出されるから さらに190gが上乗せされて690g。75gのアルミニウムで690gの二酸化炭素を排出するなんて、 これはもう環境破壊の権化。

脱炭素社会へ向けて、 アルミニウムで作られる飛行機やめますか?新幹線やめますか?送電線もやめますか? さあ、議論してみましょう。


表5.4 工業電解プロセスのエネルギー効率
プロセス アルミニウム電解精錬 食塩電化イオン交換膜法 銅電解精製 亜鉛電解採取
理論電気量(kA・h/t) 2980 670 844 820
理論分解電圧(V) 1.17 2.2 0.1mV 2.0
理論電解電力(kW・h/t) 3490 1470 0.084 1640
アノード電流密度(A/m(2) 8000 3000 220 450
単槽電圧(V) 4.0 3.15 0.31 3.3
電気量原単位(kA・h/t) 3350 700 920 910
電解電力(kW・h/t) 13400 2200 284 3000
電流効率(%) 90 96 97 90
電圧効率(%) 29 70 3.2×10-4 61
エネルギー効率(%) 26 67 3.2×10-4 -55

  1 電気エネルギー
©2022 K.Tachibana

エネルギー〔 Wh(ワットアワー) 〕=示強変数×示量変数

電気エネルギー(電力量)〔Wh〕=電圧〔V〕× 電気量〔 Ah(アンペアアワー)

電気エネルギー〔Wh〕=電圧〔V〕× 電流〔 A(アンペア) 〕×時間〔h〕

電気エネルギー〔Wh〕=電力〔 W(ワット) 〕×時間〔h〕



ワークショップについて

ワークショップを楽しみましょう 2 ) 。 グループ人数は、5〜6名とします。 7名を超えないようにしてください。

初対面の場合は、自己紹介をしましょう。 雑談をして、アイスブレイクしましょう。

リーダー(司会進行)を決めてください。 そのほかのメンバーの役割(記録係、資料作成係、プレゼンター(登壇者))を決めてください。

グループ名を決めてください。

記録係は、試験答案用紙の最上部に、グループ名と、メンバー一覧を記入してください。 登壇者の氏名の前に〇をつけてください。 メンバーは、記録係に従い、学籍番号、氏名、役割を直筆署名してください。 討論を開始したら、記録係は討論の内容を表面に記録してください。

記名だけして、討論に参加しない場合、不正行為として扱うことがありますので、必ず討論に参加してください。 自分から参加できなそうな人には、積極的に声がけをお願いします。 期末の成績評価申請時に、グループ名やメンバー、討論の内容を思い出せるよう、答案用紙を撮影することを推奨します。

ランダムにグループを指名し、壇上で、 プレゼンテーションしてもらいます 3 ) 。 質疑応答の際も、グループを指名しますので、指名されたグループのプレゼンターが質問、コメント、アドバイスをしてください。

資料作成係は、討論の内容をポスターとして、試験答案用紙の裏面にまとめてください。 資料作成係に従って、他のメンバーが代筆してもかまいません。

*


✏ 平常演習

平常演習の配点と取り扱いについて

平常演習の配点は、授業1回ごとに、一律加点です。 平常演習には、ワークショップ、意見交換、発表、質疑応答など授業時間内の学習活動を含みます。 そのほかに授業時間外の0.5時間の学習活動を含みます。 平常点は、期末にWebClassの成績評価申請書に申告していただき集計します。

授業時間外の活動の一助としてWebClassへの提出を推奨します。〆切は講義後1週間です。 ただし平常点の加点は、授業時間内の学習活動も含みますので、 WebClassへの提出のみでの、平常点の申告はご遠慮ください。

WebClassへの平常演習提出は、推奨しますが、必須ではありません。 提出されていなくとも、成績評価申請書に、各回の授業時間以外の0.5時間の取り組みが申告されれば十分です。未提出だからと心配することはありません。

成績評価申請書では、それぞれの授業で何を学び身につけたかを申告してもらいます。 WebClassに提出したかどうかより、身につけることを優先してください。 授業で取り上げたトピックや、グループワークの意見交換の内容は、期末までノート 4 ) などに記録しておくことを推奨します。 逆に授業に参加していないのに、WebClassの出席や提出だけの場合は不正行為として扱うことがあります。 平常の取り組みだけで、「到達目標を最低限達成している。成績区分:C」となります。 評点が60点に満たない場合は、不合格となります。 欠席した場合、課外報告書へ取り組むことで挽回してください。 出席が60%に満たない場合、課外報告書を提出しても、単位認定できません。


参考文献