大学教育の質の保証・向上ならびに 電子化及びオープンアクセスの推進の観点から 学校教育法第百十三条に基づき、 教育研究活動の状況を公表しています。
第百十三条 大学は、教育研究の成果の普及及び活用の促進に資するため、その教育研究活動の状況を公表するものとする。
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A. エネルギーの源はいったい何だろうか。植物はエネルギーを得るために光合成をおこなう。光合成とは植物が日光を用いて水と二酸化炭素からグルコースと酸素を作り出すことをいう。現代では太陽光パネルを用いてエネルギーを生み出している。太陽からのエネルギーは地表に約0.4kW/㎡ほど降り注いでいる。日本は北緯38°であるため、そのエネルギー量は約0.25kW/㎡程となる。しかし自然エネルギーをエネルギとして利用しようとすると一つ大きな課題点が生じる。それは自然エネルギーは時間や天候に左右されてしまうということである。太陽エネルギーは特に日が出てるかつ、雲などにより日光が遮られないような条件でなければいけない。 今回の授業での平常演習は、パワープラントを支える材料のサプライチェーンをたどってみようであった。私たちは磁性材料について調べた。磁性材料は強磁性体、常磁性体、反磁性体があっることが分かった。 今回の授業の復習として他の自然エネルギーについて調べた。太陽光の他に水力や風力などが考えられた。
A.①この講義では太陽光や太陽光パネルについて学びました。山形大学工学部の講義棟や実験棟の屋上に太陽光パネルは設置してあることを知りました。太陽光パネルは太陽が存在する限りはエネルギーを獲得できる優れものだが、その量はさほど多くなく、また曇りだったり雨が降ると太陽光が得られない日もあるため、設置費や維持費を考えるとあまりお得でないことを知りました。実際講義室で太陽光のエネルギーを計測すると、晴れであったにもかかわらず、あまりエネルギーは得られていませんでした。 ②発表として、高橋さん・鹿間さん・平田さん・松田さんと磁性材料について調査をしました。磁性材料は、強磁性体・常磁性体・反磁性体の三つの種類があることを知りました。磁性の種類もあり、硬磁性と軟磁性があります。また、性質として等方性と異方性の二つがあると学びました。 磁性材料は、テレビやビデオなどのAV機器、家電製品や自動車など多岐にわたる製品内に存在し、私たちの身の回りにあると分かりました。 ③復習として、磁性材料が使われている製品をインターネットで調べました。
A.①この講義では、太陽エネルギーの重要性とその活用について議論されている。太陽光は地球上に1.37kW/m?のエネルギーを供給し、すべての生命活動の基盤となっているが、化石燃料の利用は地球温暖化を促進しており、持続可能なエネルギーの活用が急務となっている。再生可能エネルギー、特に太陽光発電は、その解決策の一部だが、現在の技術では完全に電力需要を賄うことはできない。スマートグリッド技術は、電力の効率的な管理に貢献し、化石燃料に依存しないエネルギー社会を実現するためには、エネルギー効率の向上や電池技術の発展が不可欠ある。さらに、エジソンとテスラの直流と交流の論争や、エネルギー資源の歴史的変遷も取り上げられ、持続可能なエネルギー社会の実現には新たな技術革新が求められている。 ②私達は機能性材料として送電線を選びました。 ③再生可能エネルギーの必要性を感じたので、そちらに力を入れている企業や取り組みに私も携わりたいなと思いました。
A.①スマートグリッドではセンサーを使って電力を計測しインターネットの通信を使って、発電量を制御します。太陽定数は1.37kW/m^2で、地球表面全体で平均した太陽放射エネルギーは0.342kW/m^2で太陽定数の4分の1になります。入射した太陽定数エネルギーのほとんどは地球から放射され、地球は熱平衡の状態にあります。現在は二酸化炭素の増加により地球温暖化が進んでいます。入射した太陽エネルギーの0.1%が光合成に使われ化石燃料はこの0.1%のエネルギーを何万年もかけて蓄積したものになります。生産者によって同化されたエネルギーの半分は被食料であり、成長量は5分の1にも満たしません。食物連鎖によって第1消費者、第2消費者と続いていきます。このエネルギーは何十年もかけて人間に有意に使われてきました。より早く遠くへエネルギーを届けるために石炭から石油、そして電気へその形態を変えてきました。100年間での二酸化炭素の濃度は1.4倍になりました。前史時代の二酸化炭素濃度は280ppmでほぼ一定だったが石炭を使い始めた時から指数的に増加を進めました。石油を使い始めてからは指数項が加わりました。 ②発表の要旨ではパワープラントを支える材料のサプライチェーンを辿りました。共同制作者は高橋洸哉、平田涼介、吉中伊武希、松田直斗でやりました。制作の上での役割はパワープラントのサプライチェーンの制作をしました。 まず、磁性材料について調べました。磁性材料には強磁性体、常磁性体、反磁性体がありました。また、等方性と異方性のに種類がありました。講義時間の都合上サプライチェーンの取組までは出来ませんでした。 ③復習ではパワープラントを支える材料のサプライチェーンについて調べました。 パワープラントには太陽光発電、原子力発電、火力発電、風力発電がありました。 ソーラーパネルのサプライチェーンを作りました。
A.① 様々な発電方法がある。今の日本は火力発電が主流であるが、二酸化炭素の排出や限りある資源のことを考えれば再生可能エネルギーについて考える必要がある。太陽の持つエネルギーは非常に大きく、1平方メートルあたり1秒間に1.4kWものエネルギーがある。 ② 工業製品として送電線を選んだ。送電線は亜鉛メッキ銅より線を硬アルミより線で覆ったものである。電気伝導性のみを考えれば銀の方が効率的ではあるが、コスト等を考えて採用されていないようであった。工業製品を考える際、机上の空論のみではなく現場を考えて素材を選択する大切さを学んだ。 ③ 太陽光発電の変換効率を調べた。受けたエネルギーの20%程度しか変換できていないと知り、変換効率をあげることが安定した電力の供給につながると考えた。
A.①エネルギーの源は炭素・水素・太陽である。 この水素を今後どのようにして、効率よく使っていくかが大事になってくる。効率の式は様々あるが、例えば蒸気機関のエネルギー効率はランキンサイクルから求められる。 化石燃料ではエネルギー変換効率を高めるためにランキンサイクルを考える等の取り組みがあるが、太陽光発電の場合は効率を高めるのは難しく、今後廃れていくと推測される。 ②演題:パワープラントを支える材料のサプライチェーンを辿る 共著者:高橋可奈子、五十嵐千紘、佐藤未歩、松本凛、高橋美羽 自分の役割：2.Data curation 導線(アルミのもの)のサプライチェーンについて調査した。 上流部分はボーキサイトで、抽出、分離操作を繰り返し、アルミナに変化する。ここから導線がつくられていく。 私は、多くの工程が必要であるため、作業費、エネルギー消費も激しそうだという意見を述べた。 ③太陽光発電で実際に講義室内で測っていた値(発電量)では、天候が悪いわけではなかったのにかなり小さい値であったため、他の発電方法を考えた。 土地の性質を活かした発電をすると良いと考えた。日本では急流の川が多いこと、地震が多いことからこのような特有の性質を活かせる方法を考えることが必要だと感じる。 結果として水力発電が効率が良いのではないかと考えたが、水質汚染、環境破壊等の問題点があるため、問題点を解決するためにバイオの力を使っていけると良いと考える。
A.【講義の再話】 人類が進化して生きてこられたのは、太陽のエネルギーがあったからである。具体的には、石油や石炭は太陽のエネルギーがあったから化石燃料になったものである。しかし、産業革命後から二酸化炭素濃度の上昇により熱平衡が崩れ、温暖化が進んでしまっている。地球大気中の二酸化炭素濃度は、約1.4倍に昔280ppmだったものが446ppmになってしまった。これを改善していくためには再生可能エネルギーの発展が必要である。 【発表の要旨】 演題 パワープラントを支える材料のサプライチェーンを辿ってみましょう グループ名 ひろた 人物 石川大翔 佐藤共希 中野渡椋 飯田悠斗 渋谷光 根岸夏輝 自分の役割 責任著者 私たちのグループでは、電気のサプライチェーンの機能性材料として工業製品は電線を選択し、機能性材料として銅を選択した。主に4つの過程があることが分かった。銅の採掘である。銅は直径2cm、深さ1.0?1.8mの穴を多く掘り、火薬を詰めて採取するのである。そこから選鉱とよばれる有用鉱物と不要鉱物に分離する作業を行う。そして、製錬をして熱エネルギーを利用し有用鉱物から有用金属を取り出し、電線に加工し、販売を行うのである。 【復習の内容】 復習では、エネルギーについて調べた。現在、エネルギー問題は深刻化している。主に石油や石炭の化学燃料が大部分として使われている。しかし、石油や石炭を燃やしてエネルギーを作ると、二酸化炭素の排出量の増加などの問題がある。そのため、現在省エネルギーやバイオ、再生可能エネルギーの開発が進んでいる。しかし、再生可能エネルギーなどに頼るとまだ電力が足りなく、化石燃料に依存しないことは非常に難しいことなのである。
A.太陽エネルギーは、太陽光や太陽熱を利用してエネルギーを生成する再生可能エネルギーである。太陽光発電は、太陽光を直接電気に変換する技術で、シリコンを主材料とする太陽電池（ソーラーパネル）が広く使われている。これにより、家庭や産業用の電力を供給することが可能であり、地球温暖化防止やエネルギー資源の枯渇対策に寄与している。太陽熱利用は、太陽光を熱エネルギーに変換する技術で、太陽熱温水器や太陽熱発電所などがその例である。太陽熱温水器は家庭での温水供給に使われ、太陽熱発電所は集光装置を用いて高温の熱を作り出し、蒸気タービンを回して電力を生成する。太陽エネルギーの利点は、無尽蔵でクリーンなエネルギー源であること、化石燃料と異なりCO2を排出しないこと、そして各地域で分散型のエネルギー供給が可能であることである。しかし、太陽光の入射量は天候や昼夜に影響されるため、エネルギーの安定供給には蓄電技術や他の再生可能エネルギーとの組み合わせが重要となる。最近では、技術革新により太陽電池の効率が向上し、コストも低下している。また、建物の屋根や壁面に取り付ける建築統合型太陽光発電（BIPV）や、農業と組み合わせたソーラーシェアリングなど、新たな応用も進展している。これにより、太陽エネルギーの普及がさらに促進されている。以上のように、太陽エネルギーは持続可能な社会の実現に向けた重要なエネルギー源として期待されている。その利用拡大と技術革新により、よりクリーンで安定したエネルギー供給が可能となる。
A.今回の授業については、太陽という存在は私たちの生活において必要不可欠であり太陽がない生活は想像したことがなかった。太陽は地球上に存在し、入射した太陽のエネルギーのほとんどは地球から放射されており、産業革命以降の人類の活動による二酸化炭素の上昇によって熱平衡が崩れてしまうことによって温暖化が進んでいる。この入射した太陽のエネルギーは1％が光合成に使われており、成長につながっている。 今回のグループワークについては、シリコンの製造について調べました。この時に製造に使われるエネルギーは２００ＫＷＨ?４００ＫＷＨが消費されている。高純度シリカを用いて溶融塩中で電界還元して純度の高いシリコンが得られる。このシリコンの特徴は、弾性に富み、圧縮性が大きく、耐寒性に優れているという特徴がある。 今回の復習についたはこのシリコンのサプライチェーンについて考えました。シリコンのサプライチェーンを最初のほうに戻ると、金属ケイ素であったこれはシリコンの資源は金属ケイ素といえる。この金属ケイ素が銅触媒の混合物にハロゲン化炭化水素を反応させる方法によってシランが形成される。その後いくつもの複雑な化学反応を得て多彩な機能を持ったシリコンになるということがわかりました。
A.①第8回の講義では、エネルギー源とその環境への影響について考察しました。お風呂を沸かすためには、電気（石炭）、ガス、灯油などの化石燃料が使われますが、バイオ燃料である薪は二酸化炭素排出を減らすために使われなくなりました。エネルギーの源には、炭素、水素、太陽などがあり、光合成には二酸化炭素、水、光が必要です。太陽エネルギー量は約1.4kW/m?で、地表に到達するエネルギー量は0.25kW/m?ほどです。しかし、太陽光発電は昼間の日光があるときだけで、日本は土地が狭いため、再生可能エネルギーだけでは電力が不足する現状があります。 ②演題：「パワープラントを支える材料のサプライチェーンを辿ってみましょう」 グループ名：ピンク 共著者：田代鈴葉、阿部あかり、伊東怜南、藤田ゆい、土田咲希、鈴木美咲 グループ発表では、電気のサプライチェーンに関連する機能性材料として半導体材料を選びました。私の役割は半導体材料について調査することでした。半導体材料にはシリコンやゲルマニウムなどの元素半導体、ガリウム砒素やインジウムリンなどの化合物半導体があります。これらの物性には、バンドギャップ、電子移動度、ホール移動度、電気伝導度、光学特性などが含まれます。製造過程では原材料であるシリコン鉱石の精錬などに大量のエネルギーが必要となります。この発表を通じて、半導体材料のサプライチェーンとその環境負荷について理解を深めました。 ③復習では、工業製品のサプライチェーンについてさらに詳しく調べました。特に、パワープラントを支える材料のサプライチェーンについて深く掘り下げました。まず、半導体材料の製造プロセスにおけるエネルギー消費について再確認し、原材料から製品までの流れを具体的に理解しました。日本における再生可能エネルギーの現状と課題についても調査し、エネルギーの供給と需要のバランスをどう保つかについて考察しました。また、再生可能エネルギー技術の進展とその将来性についても学びました。この復習を通じて、エネルギー資源の管理と環境保護の重要性を再認識しました。
A.① エネルギーについて 植物が光合成からエネルギーを作るように、人間も異なるエネルギーを特定のエネルギーの形(電気エネルギーなど)に変化させてきた。そこからさらに再生可能エネルギーのメリット・デメリットが挙げられた。とくにその日の気温や天気などに左右されやすいというのがデメリットとしてあることが分かった。 ② グループ名 なし 共著者 今井皇希 渡部凛玖 陳東冉 山本瑞貴 安籐丈翔 ソーラーパネルに用いられている多結晶のシリコンについてサプライチェーンを書いた。 ③ 再生可能エネルギーについて、今現在存在しているもの以外で革新的な物がないかを調べた。また、再生可能エネルギーを無理矢理推し進めるべきか、原子力発電を復活させるべきなのか。人類の未来のためにはどちらが良い選択なのであろうか考えた。
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A.①講義の再話 燃料は2種類存在し、電気、ガス、灯油などの化石燃料と、薪などのバイオ燃料がある。これらの燃料の源は、炭素、セルロース、水素、太陽などがある。太陽は光合成において大きな役割を持っている。また、太陽定数は1.4 kW/m?である。 ②発表の要旨 グループワークでは、発電、送電に関わる工業製品として太陽光パネルを選んだ。その中でも、単結晶シリコン、多結晶シリコンで作られている太陽光パネルを調べた。単結晶シリコンのパネルは、製造コストが高い分、変換効率が良い。また、多結晶シリコンのパネルは、単結晶と比べると発電量が劣るが、シリコンの含有量が少ないことから、単結晶よりも作りやすくコストも安い。 ③復習の内容 火力発電について、最新工業化学の79ページを読んで復習をした。プロセスは、石炭の燃焼で得た熱エネルギーを機械エネルギーに転換し、さらに、発電機で電気エネルギーに変換している。そのため発電効率は40％程度にとどまっている。
A.①エネルギーの源として、炭素・セルロース・水素・太陽などがあることを学んだ。また、光合成は水・二酸化炭素・光からグルコースと酸素を作り出すことだと学んだ。 ②電線について調べた。 ③
A. 電力を得る方法は、化石燃料を燃やして水蒸気で―タービンを回すほかに太陽光での発電などがある。太陽から放出されているエネルギーは1.4kW/m^2であるが、実際は0.4kW/m^2が関の山である。これは変換効率の悪さなどが原因となっている。さらにこの値は太陽光がパネルに対して垂直に当たっている場合であり、朝方や夕方は太陽光が斜めに当たるので、発電量はさらに低下してしまう。 長嶋・雪・田牧・石川・白石・秋葉・高橋 送電に関わるものとして、碍子を選んだ。碍子は鉄塔と送電線の接続に使われ、送電線の電気が鉄塔に伝わらないようにする。碍子は磁器製やガラス製、ポリマー製などがあるが、日本では基本的に磁気性が使われており、使用が終わったものは陶磁器くずとして処分される。 復習として、太陽光パネルについて調べた。太陽光パネルは大きく分け4つに分類することができ、シリコン系、化合物系、有機系、量子ドット系に分けられる。量子ドット系と有機系の一部は研究段階にあるが、シリコン系と化合物系については実用段階に入っており、コストや用途によって使い分けられている。
A. エネルギープラントの授業で、熱のエネルギー源（電気、ガス、灯油、木）や太陽エネルギーと光合成、太陽定数1.4kW/m?を学びました。自然エネルギーは天候に左右され、バイオ燃料や太陽光パネルは採算が取れない問題があります。カルノーサイクルや太陽電池（シリコン系、化合物半導体、有機半導体、湿式）の分類を学び、日本では太陽光発電が普及しない理由も理解しました。 私たちは太陽光パネルのサプライチェーンについて調べました。太陽子パネルは主に石英からできています。太陽光パネルは廃棄時にフレーム、ケーブル、セルシート、カバーガラスに分別されリサイクルされます。 太陽光パネルは、太陽光を電力に変換する再生可能エネルギー技術で、主にシリコン系や化合物半導体を使用しています。特徴として、環境への負荷が少なく、電力を持続的に供給できる点があります。しかし、懸念点も存在します。設置には広い面積が必要で、発電量は天候に左右され、昼間に限られることが多いです。また、パネルの製造過程で使用される資源や化学物質が環境に与える影響や、パネルの廃棄時におけるリサイクル問題も課題とされています。
A.①講義の再話 普段私たちが利用している化石燃料は、石炭やガス灯油などである。これらの化学燃料は有限であり、近い未来枯渇する時がやってくることが分かっている。そこで、再生可能エネルギーとして太陽光発電が活用されている。太陽光発電で賄える電気量はそう多くはないが、資源が枯渇した未来で太陽光が重要なエネルギー源になることは明白であると考えられる。 ②発表の要旨 演題:「パワープラントを支える材料のサプライチェーンを辿ってみましょう」 グループ名とグループに属した人は写真のデータが残っておらずわからなかった。 役割:データ収集・整理 データが残っておらず発表の内容が思い出せなかったので新しくシリコンについて調べた。 多結晶シリコンのサプライチェーンの上流をさらにさかのぼる。多結晶シリコン太陽電池の原材料となる多結晶シリコンは、単結晶シリコンの断片を溶解し鋳型内で冷却するキャスト法を用いて製造される。使用される単結晶シリコンの原料はケイ砂と炭素で、電気炉中、2000℃で還元してつくられる。 ③復習の内容 復習として、太陽光発電について詳しく調べた。太陽光発電で大きな役割を果たすのは、「太陽電池」をたくさん集めたソーラーパネルである。太陽電池とは、太陽光の光エネルギーを電気に変換する「発電機」のことで、電気を蓄える一般的な「電池」のことではない。この太陽電池は「n型半導体」と「p型半導体」という2種類の半導体を貼り合わせてつくられている。ソーラーパネル（太陽電池）に太陽光が照射されると、n型半導体に「マイナスの電気を帯びた電子」が、p型半導体には「プラスの電気を帯びた正孔」が集まり、プラス極とマイナス極が形成される。すると、自然と電子が導線を伝わってマイナス極からプラス極へ移動して電気の流れが生じ、電気が生まれる。これは、物質に光が当たると、その物質から電子が外に飛び出してしまう「光電効果」という現象を利用した発電方法である。
A.①お湯を温めるには、電気、ガス、灯油などの化石燃料を用いる方法、薪などのバイオ燃料を用いる方法がある。 太陽定数は、地球の大気の上端で、太陽からの放射線に対して垂直な面における単位面積・単位時間当たりに受けるエネルギーのことで、約 1.37kW/m?である。 n型とp型シリコン半導体を貼り合わせた素子（太陽光発電素子）に太陽光があたると電気が発生する。このような太陽光電池（solar cell）の作動原理はp型半導体では伝導帯の電子がキャリヤーとして動きやすくなっている。各々がそのような状態にあるp型半導体とn型半導体の接合部にバンドキャップ（E）以上のエネルギーを持った太陽光（hν）が当たると、そのエネルギーによって充満帯の電子は伝導帯に励起され、その電子の抜けた充満帯に正孔（正の電荷と考えてよい）が生じるため、電子はn側へ、正孔はp側へ移動する。すなわちp側は正に、口側は負に帯電することになり、ここに起電力が生じる。これを光起電力という。この起電力を発生させるのが太陽光電池で、太陽光発電（photovoltaic generation）に応用されたり、電卓や時計に応用されたりしている。 ② 私たちは磁性材料としてソフトフェライトを選択した。ソフトフェライトは金属系磁性材料に比べ、高い電気抵抗率、高周波域での優れた磁気特性、高い耐腐食性等の優位性を持っている が、飽和磁束密度が低い、キュリー点が低い、 機械的特性が脆いなどの不利な面も有する。 ③ 地球温暖化の予測をする「地球気候モデル」にも太陽の強さが設定されているが、それは時間とともに変わらない定数として、「太陽定数」とされている。 これは地球の大気圏のすぐ外での太陽の光の強さで、太陽定数は1平方メートルあたり1370ワットであることが分かった。
A.地球の上空で垂直に降り注ぐ太陽のエネルギーは、太陽定数と呼ばれ、1.37kW/m2である。入射した太陽エネルギーのほとんどは地球から放射され、地球は熱平衡の状態にあるといえる。しかし、産業革命以降、人類活動が盛んになってきたため二酸化炭素濃度が上がり、熱平衡が崩れ、地球温暖化が進む原因となってしまった。 ワークショップでは、「パワープラントを支える材料のサプライチェーンを辿ってみましょう」を行った。グループ名はピンクで、メンバーは鈴木美咲、土田咲希、伊東玲南、阿部あかり、田代鈴葉、藤田ゆいの6人で行った。選んだのは半導体材料であった。材料は、シリコンやゲルマニウムなどの元素半導体やガリウムヒ素やインジリウムリンなどの化合物半導体であった。物性はバンドギャップ、電気移動度、ホール移動度、電気伝導度、光学特性であった。製造に使われるエネルギーは、シリコン鉱石の精錬などの熱エネルギーや機械エネルギーが大量に必要であるとわかった。
A. お風呂の熱源について考えてみましょう。今現在の主要な熱源としてはガス、電気(石炭)、灯油があり、古典的な熱源としては薪がある。この熱源のほとんどが化石燃料であり、薪のみがバイオ燃料である。化石燃料による熱源は地球温暖化に影響を与えるだけでなく、資源の枯渇にまで影響を与えるものである。資源の枯渇の対策として再生可能エネルギーの活用が挙げられる。その中でも太陽エネルギーを利用した太陽電池は現在普及傾向がある。しかし、太陽電池は天候に左右されることが多いことや半導体にヒ素やガリウムなどの有毒物質が使用されており、寿命が着たときの廃棄方法などの問題を抱えているのが現状である。 我々の班は、碍子について調査を行った。碍子とは、電柱などのにある電線とその支持物との間を絶縁するものであり、磁器、ガラス、ポリマーなどで作られており国内では主に陶磁器で作られているため、処分方法については陶磁器を崩して廃棄をしている。
A.①エネルギーの源について考えた。炭素、セルロース、水素、太陽があり、光合成は太陽光を使って水を電気分解して水素を作ることから始まる。海水がないと火力発電は始まらない。海水を冷やすためにエネルギーを使うことで周囲の海水温度は上がる。発電の効率をあげるためには、まず蒸気機関とボイラーについて学ぶ必要がある。原発は放射能物質の処理や漏れが問題であるが、現在のエネルギーを賄うには必要である発電方法である。日本は土地が狭く発電に不利である。太陽光発電に使ったガラスパネルは、半導体を剥がさなければ処理できないが、剥がす作業に手間が多くかかる。 ②演題:パワープラントを支える材料のサプライチェーンを巡る、グループ名:ピンク、グループに属した人:阿部あかり、田代鈴葉、伊藤怜南、藤田ゆい、工田咲希、鈴木美咲、半導体材料を選んだ。この材料は、シリコンやゲルマニウムなどの元素半導体と、ガリウム砒素やインジウムリンなどの化合物半導体である。物性には、バンドギャップ、電子移動度、ホール移動度、電気伝導度、光学特性などがある。製造には、シリコン鉱石などを行うための機械エネルギ一や熱エネルギーが大量に必要である。 ③再生可能エネルギーについてさらに調べた。再生可能エネルギーには、主に太陽光、風力、水力、地熱、バイオマスの5種類がある。太陽光はソーラーパネルで電力を生産し、日照が多い地域で有効である。風力は風車を用いて風の力を電力に変え、風の強い地域で利用される。水力はダムや川の流れを利用し、安定した発電が可能である。地熱は地中の熱を利用し、地熱資源のある地域で発電される。バイオマスは植物や動物由来の有機物を燃料として利用する。これらは資源が枯渇せず、二酸化炭素排出を抑える利点があると学んだ。
A.① 第8回の無機工業化学の授業では、まず初めにエネルギーについて学んだ。その中で、エネルギーの源として炭素、水素、太陽光などという意見が出る中で光合成も大いに関わっているということがわかった。また、日本にどのようにして太陽光発電が広まったのか理解することができた。 ②今回の発表では、コンデンサーを選びこれにはBaTiO3が使われていることがわかった。また、絶縁性材料は送電線の電圧の漏洩防止、誘電体として用いられていることを知ることができた。 ③ 太陽光発電の仕組みとしては、パネルに太陽光が当たると、太陽電池のn型半導体のほうに「電子(－)」が、p型半導体のほうに「正孔(＋)」が集まる。 そして、2つの半導体をつなぐ導線を伝わって、電子(－)が正孔(＋)のほうに移動する。 この電子の流れを利用して、電気を取り出すことによって発電されているということがわかった。
A.①[講義の再話] 8回目の授業では、エネルギーのうち熱エネルギーに関して学んだ。熱エネルギーを発生させるために必要な原料として有力なものには、電気・ガス・石油・石炭などの化石燃料と薪などの木材や鯨油などのバイオ燃料の2つがある。前者は元々生物の死骸などで出来ており、後者のバイオ燃料と同様に元をたどれば過去の太陽のエネルギーを用いて発電をしたり火を起こしているといえる。また、太陽の光を直接電気に変える太陽光発電なども存在するが、ちひょうの太陽定数0.3kw/m^2という低さと太陽光パネル自体の効率の悪さ、雲や夜間などにより安定しないなどの問題もある。 ②[発表の要旨] 太陽光パネルを選び、材料として石英を選択した。太陽光パネルのサプライチェーンは、石英を原料としてシリコンを単離・加工を行い太陽電池セルとしたのちに太陽光パネルとなる。廃棄過程ではフレームやケーブルを分離し銅やアルミを取り外したのちガラス面とセルシートを分離する。分離されたセルシートを選別して樹脂と各種金属にわけることで廃棄される。 ③[復習の内容] 太陽光パネルの製造・廃棄に関してのサプライチェーンを調査した。
A. 発電の中には、太陽光発電がある。太陽光発電で賄えるのは、 昼間の日光があるときで、せいぜい30kWである。 再生可能エネルギー の太陽光だけでは、電気が全然足らない。 太陽光発電とは、太陽光を太陽電池を用いて直接的に電力に変換する発電方式である。大規模な（特に設備容量が1メガワットを超える）太陽光発電所は「メガソーラー」とも呼ばれる。再生可能エネルギーである太陽エネルギーの利用方法の1つである。技術的特徴として、発電電力量が日照（気候・天候や季節、地形による差が大きい）に依存し不随意に変化する一方、昼間の電力需要ピークを緩和できる。さらに火力発電では不可避の化石燃料消費量と温室効果ガス排出量をともに削減できる。 デメリットとして、十分な発電量を得るためには広い面積が必要であり、景観・自然環境への影響や災害リスクの増大が懸念される。具体的には、発電施設建設のため森林が伐採されることなどによる動植物の生息環境悪化や土砂災害の危険性が指摘されている。
A.①太陽によって植物は光合成を行うことができる。太陽光パネルは再生可能エネルギーであるが、天候に左右されるデメリットがある。太陽光パネルを自宅に設置しても、元を取ることができない。原子力発電は安全性に難がある。日本の火力発電は化石燃料の輸入に頼っている。 ②演題は「パワープラントを支える材料のサプライチェーンを辿ってみましょう」であり、グループ名はステロイド、メンバーは佐々木 赳 畠平 青 松田 拓海 佐々木 蒼太で行った。 機能性材料として「絶縁性材料」を選んだ。その中でもBaTiO3に注目し、調べると圧電素子用のコンデンサーに使われているとわかった。サプライチェーンを辿ると、まず、バリウムやチタンを鉱石から抽出する。その後、バリウム炭酸塩とチタン酸塩を反応させてチタン酸バリウムを生成する。これをパウダー加工により特定の用途に適した形状やサイズにする。最後に、組み立てられて市場に配送され、消費者の元に届く。 ③復習として、上記以外の再生可能エネルギーを調べると、風力発電や水力発電、地熱発電やバイオマス発電があるとわかったが、デメリットもそれぞれあることがわかった。
A.8. ①講義の再話 太陽光エネルギーは、1平方メートル当たり約1キロワットのエネルギーを提供し、このエネルギーを利用することで、太陽光発電システムが電力を生み出し、クリーンで再生可能なエネルギー供給が可能となる。持続可能なエネルギー利用が、未来のエネルギー問題解決に貢献します。 ②発表の要旨 テーマ：半導体 グループ名：無機工業 共著者：磯亮我、堀尾定一郎 役割：データ整理 要旨：半導体は主にシリコンやゲルマニウム、ガリウム砒素などで構成され、電気伝導性を制御できます。これにより、電子デバイスの基盤となり、コンピュータやスマートフォンの中核技術です。材料特性は温度や不純物添加により変化し、多様な応用が可能です。 ③復習の内容 自宅や施設に太陽光発電システムを設置することで、電力の自給自足が可能となり、エネルギーコストの削減や電力供給の安定性が向上する。まだ課題も多いのでメリットばかりに目を向けず、デメリットの解消にも向き合っていくのが大事だと感じた。
A.①講義の再話 冷媒から液体になるフロンとはオゾン層を壊す物であり、いわゆる放射線物質である。ここでフロン、アンモニア、二酸化炭素とかに共通する性質はジュールトムソン効果があることだ。 気体を圧縮すると、熱が出る。なぜなら極性があるため、その相互作用を打ち消すために必要になってくるからである。つまり外部と熱のやり取りがない圧縮過程を断熱圧縮という。さらにカルノーサイクルの制約を学習した。フーリエの法則熱の移動は温度の高い方から低い方へと移動するということである。だから自転車の空気入れ熱移動する現象を説明できる。また、導電率が高い＝熱伝導率が高いからである。さらにアルミの方が機材に使われる。銅は重くて大変。シリンダーは鉄、フィンはアルミニウム 圧縮比＝v2/v1となる。 ②発表要旨 送電線について調査した。送電線は中心に銅線周りにアルミを巻いて作られており銅心アルミより線と呼ばれる。これは、アルミの抵抗率が低いために銅で補うような形となっている。銅線は加熱で細く引き延ばして作られ、アルミは電解精錬で製造される。アルミニウムは銅の60%の送電率であることを学習した。 ③復習の内容 本授業から太陽光や太陽光パネルなど自然のエネルギーを活用し発電や工業製品に応用する技術や仕組みについて学習することができた。
A.①【講義の再話】 太陽光エネルギーとは、太陽光から得られるエネルギーのことであり、太陽光が太陽光パネルに当たることで吸収されることにより、電気エネルギーに変換さるものであり、太陽光エネルギーは再生可能エネルギーの一つである。太陽光エネルギーのデメリットとして天候によって左右される物であり、また、太陽光パネルの設置には多額の費用が掛かるため、この設備費用の元を取ることはとても難しい点である。 ②【発表の要旨】 太陽光パネルのサプライチェーンについて調べた。太陽光パネルのサプライチェーンは石英から始まる。石英から金属級シリコンとなり、ポリシリコンとなり、インゴットとなって、ウェーハ―となって太陽電池セルとなって、太陽光パネルとなる。その後、太陽光パネルは取り外しとパネルセパレタとなる。太陽光パネルを取り外すことフレームとケーブルに分けられ、フレームはアルミニウムに、ケーブルは銅となる。パネルセパレタはセルシートとカバーガラスに分けられ、セルシートはシートを破砕することで金属と樹脂に分けられ、金属は銀と銅に分けられる。カバーガラスはガラスに分別される。 ③【復習の内容】 再生可能エネルギーについて復習した。再生可能エネルギーには太陽光エネルギーの他に水力、風力、地熱、バイオマスなど様々なものがある。また再生可能エネルギーの利点として温室効果ガスを排出しない、エネルギー源が枯渇しない、エネルギー自給率を向上させるなどが挙げられる。また、デメリットとして発電量が変動する、発電コストが高いなどが挙げられる。
A. この講義では、太陽光から得られる1キロワット毎平米のエネルギーを利用するエネルギープラントの設計と運用方法について解説します。太陽光発電の効率や技術、エネルギー変換のプロセス、持続可能なエネルギー供給の実現に向けた取り組みが紹介されます。 演題：送電線、グループ名：犬、共著者名：富永陽紀(概念化)、小笠原。送電線に使用されるアルミニウムは、軽量で高い導電性を持ち、銅よりもコストが低く、加工が容易です。アルミニウムは密度が低いため、長距離送電において軽量化とコスト削減が可能です。送電線の製造には、アルミニウムの電解精製が必要で、大量の電力を消費します。具体的には、アルミニウム1トンの製造に約14-16 MWhの電力が必要で、このプロセスで約12-14トンのCO2が排出されます。送電線の製造に使用されるアルミニウムは、強度と導電性を両立させるため、鋳造や押出しによって加工されます。 1キロワット毎平米の太陽光エネルギーを効率的に電力に変換するための太陽光発電パネルの技術と設計について調べました。これにより、クリーンで持続可能なエネルギー供給を実現するための実践的なアプローチと技術について知ることができました。
A. 再生可能エネルギーはいつでも十分に得られるわけではなく、季節や設置環境に左右される。カルノーサイクルやランキンサイクルなど、熱サイクルの種類によって熱効率が異なり、この世にはいくつかの熱サイクルが存在している。この考え方を基本として火力発電などが設計されている。 送電線・平均一浪チーム・進藤意織, 高橋奈々, 北澤佑規, 鈴木愛理・調査係 発電、送電にかかわる製品として鋼芯アルミより線を選んだ。鋼芯アルミより線の構造について調べ、その内容をまとめた。 授業時間外の学習では、鋼芯アルミより線に使用されている機能性材料について調べまとめた。中心には導電材料であるアルミニウムが使用されておりその軽さや扱いやすさから送電線に適した材料といえる。廃棄されたアルミニウムは金属くずとして産業廃棄物の処理業者に持ち込まれ、リサイクルもしくは埋め立て処理される。また、アルミニウムの製造工程をグラフィカルアブストラクトとして提出した。
A.講義の再話 エネルギー源には、石炭、石油、原子力、再生可能エネルギーが存在する。特に再生可能エネルギーでは太陽光発電が話題として挙がっているが、持続可能なエネルギー供給が可能な反面、費用が高く、天候への依存性、エネルギー密度の低さなど、懸念点は多い。そのため、エネルギーは化石燃料に頼った方法が効率面から見て多く使われている。 発表の要旨 パワープラントを支える材料のサプライチェーンについて調べてみた。私達のグループは、変圧器について調べた。送電効率を高めるために高電圧に変換し、消費者に供給する際に低電圧に変換する。例としては油入変圧器や軟式変圧器がある、というところまで調べられた。 復習の内容 再生可能エネルギーの使われ方について調査した。再生可能エネルギーの多くは、電気として利用されるが、発電以外の使い方としては、熱や自動車燃料としての利用がある。 熱利用としては、太陽熱、地熱などから、直接、給湯、冷暖房用エネルギーとして利用する。
A. ① 講義の再話 今回の授業では、エネルギー源について考えました。エネルギー源には様々な種類があり、炭素やせるロールなどが挙げられました。光を利用する光合成なども植物が行っています。現在は持続可能な社会の実現のためにさまざまな発電方があることを学びました。 ② 発表の要旨 今回のグループワークでは、山本瑞貴、今井皇希、渡辺亮介、陳東冉、小野寺裕己、渡部凜玖でしました。グループ名はモータリゼーションです。私体のグループはソーラーパネルを選択しました。ソーラーパネルのサプライチェーンによると、ソーラーパネルはシリカから多結晶シリカまでの過程で作られることが分かりました。 ③ 復習の内容 講義の復習として、多結晶シリコンの利点を調べました。多結晶シリコンは単結晶シリコンなどに比べると安価に製造できることが分かりました。
A.①再話 電気(石炭)やガス、灯油は化石燃料によってつくられる。薪はバイオ燃料である。エネルギーの源は、炭素、セルロース、水素、太陽が挙げられる。太陽のエネルギーは、単位面積当たり1.3kW/m2であり、実際に地表に届いているのは0.25kW/m2である。 ②グループワーク 太陽光パネルを選んだ。太陽光パネルの中でも単結晶シリコン、多結晶シリコンでつくられている太陽光パネルを選んだ。単結晶シリコンのパネルは、製造コストが高い分、変換効率が良い。多結晶シリコンのパネルは単結晶のものと比べると、発電量が劣るが、シリコンの含有量が少ないため、作りやすく、コストもかからない。 ③復習 太陽光パネルの素材の種類について調べた。銅(Cu)、インジウム(In)、セレン(Se)の3つを組み合わせたCIS太陽電池がある発電の仕組みは、pn接合によるものである。この発電の仕組みは、安定した発電量を期待できるというメリットがある。有機物を素材とした有機薄膜太陽電池、色素増感型太陽電池がある。有機薄膜太陽電池は、有機半導体のpn接合を利用して発電を行う。色素増感型太陽電池は植物の光合成と似た仕組みで電力を生産している。
A.①燃料には2種類あります。電気(石炭)やガス、灯油といった「化石燃料」と、薪といった「バイオ燃料」です。これらの燃料の源としては、炭素やセルロース、水素や太陽があります。特に太陽は大きなエネルギーを持っています。 例えば植物の光合成では水と二酸化炭素に太陽の光が入射することでグルコースと酸素を産出することができます。 私たちはこのようなバイオ燃料を活用し、環境を保護し、エネルギーの過剰利用を防ぐ必要があります。 ② グループ名は「導線」で、役割は12の可視化Visualizationでした。電気ケーブルの材質としてアルミナを選びました。アルミナはバイヤー法製造プロセスによって作られています。原料はボーキサイトでそれを粉砕された後、水酸化ナトリウムを入れて抽出し、アルミン酸素ナトリウムを作ります。これを赤泥分離して赤泥を取り出し、水酸化アルミニウムを析出させます。それを沈殿分離した後、濾過分離をして焼成をします。これによってアルミナが完成します。 ③アルミナからアルミニウムの溶融塩電解による製法について復習しました。教材としては自分が持っている教材で高校の資料集を見ました。資料集には電極や図解などが載っていて分かりやすく、大量の電力が必要であるということも確認できました。 また、電線には他にどのような材質が使われているかも調べました。銅が他に主に使われており、電気伝導性の良さが関係していると考えました。しかし、授業でもあった通り銅が高価であることから盗難が多いということも問題であると考えました。
A.鉄の 融点は１５００度。その 温度を光の 色から正確に測ろうとする。 量子力学の誕生である。ロウソクは、熱エネルギーで煤を高温にして、黒体放射で光エネルギーに エネルギー変換する。 白熱電球は、タングステンフィラメントで、電気エネルギーでを熱エネルギーに変換し、 高温のフィラメントから黒体放射で、光エネルギーに エネルギー変換する。工場では、原料や材料のほか、触媒や溶剤、補助的な薬品なども使われる。 またプラントを運転するために、用水、燃料、蒸気、電力、圧縮空気のような用役（ようえき）も必要である。 この授業での発表用紙の演題はパワープラントを支える材料のサプライチェーンについて調べた。発電機、鉄塔などに使われる鉄,磁性材料のサプライチェーンについて調べた。鉄鋼製品のリサイクルではスクラップ、天然資源そこから製品が製造され、最終製品が製造され、そこから使用された。共同著者は渡辺亮介、千葉光起、小野寺裕己あった。 今回の講義の復習では、鉄の採掘から製造、流通までの流れについて調べた。鉄は鉄鉱石の採掘、鉄鉱石の精錬、鉄鋼の製造から流通という流れで行われているということが調べられた。
A.① エネルギー源として、電気、ガス、灯油、薪が用いられていることを確認しました。薪のエネルギー源として、太陽が挙げられ、光合成について学習しました。太陽のエネルギーは単位面積あたりに1秒間に1.4kW/m^2であるが、実際私たちに届いているのは0.25kW/m^2であることがわかりました。 ② グループワークではパワープラントを支える材料のサプライチェーンについて議論しました。 グループ名：なし 共著者名：陳東冉 渡部凛玖 山本瑞貴 今井皇希 安藤丈翔 私たちのグループではソーラーパネルに使われる多結晶シリコンが挙げられました。多結晶シリコンのサプライチェーンについて、シリカから始まり、シリコン、シリコンウェハー、多結晶シリコンという順で生成されていることがわかりました。 ③グループワークで挙がったパワープラントを支えるソーラーパネルの他の再生可能エネルギーとして風力発電や地熱発電があることがわかりました。また、風力発電に用いられる材料として炭素繊維があることがわかりました。
A.①エネルギーの源は、炭素、セルロース、水素、太陽があることが分かりました。また、光合成は、水、二酸化炭素、光から、グルコースと酸素を作り出すことだと分かりました。さらに、自然エネルギーはエコである一方、天候に左右されるというデメリットかあることが分かりました。 ②演習では、私たちのグループは、磁性材料としてソフトフェライトを選びました。主成分は酸化鉄で、高い電気抵抗と、高い耐腐食性をもっていることが分かりました。 ③復習として光合成と自然エネルギーについておさらいをしました。
A.風呂を沸かす熱源として電気・ガス・灯油・薪などがある。そしてこの薪のエネルギーの源は炭素・水素・セルロース・太陽が挙げられる。またデジタルによって便利になったものは品質管理や切符などがある。植物は光合成によりエネルギーを得ており、水・光・二酸化炭素をグルコースと酸素に変換する。つまり、太陽はエネルギー源として多くに役立っている。地球に注ぐ太陽からのエネルギーを表したものは太陽定数であり、1361W/m2である。また、280℃で超臨界状態になり、この状態になると極性がなくなりモノが溶解しやすくなる。カルノーサイクルから熱効率は1-T2/T1と示され、差動流体の物性値とは無関係に二つの熱源の温度のみに依存する。
A. 水と二酸化炭素と日光によりグルコースと酸素が作られる。人間も植物と同様に太陽光によるエネルギーを利用してきた。化石燃料も太陽光のエネルギーを利用して作られたものであり、長い間蓄積されて現在人間がエネルギーを得るために使用している。電球は電気エネルギーを熱エネルギーに変換し、黒体放射により光エネルギーを得ることで光る。 演題は「パワープラントを支える材料のサプライチェーンをたどってみましょう」であり、グループ名は銅線であり、グループに属する人は高橋可奈子、高橋美羽、五十嵐千紘、松本凛、赤池佳音であった。 役割：Resources アルミのサプライチェーンについて調べた。アルミはバイヤー法で作られる。バイヤー法とはボーキサイトを粉砕して、水酸化ナトリウム水溶液で抽出したのちに分離を行う方法である。 黒体はあらゆる入射光を完全に吸収して熱放射によりすべての波長の光を再吸収する物体であり、黒体が加熱されると温度に応じ熱エネルギーを電磁波として外部に放出し、これを黒体放射という。ペルトン水車は水の速度を利用する水車であり、ノズルから強い勢いで噴き出す水をおわん形の羽根に吹き当てて回転させる。落差の大きい発電所などで用いられる。
A. この講義では発電の歴史について学んだ。1831年にファラデー電磁誘導の法則が発見され、その一年後の1832年にピクシーダイナモが発明された。1881年には世界で初めて水力電力が開発された。日本は1887年に初めての火力発電が誕生した。1891年には琵琶湖の水の落差を利用した蹴上水力発電所ができた。また、2024年現在のCO2濃度は推定446ppmであり、この100年間で、地球待機中の二酸化炭素濃度は1.4倍になっていた。産業革命以降指数的に増加していることを学んだ。 発表ではシリコンの製造に関する情報を調べて発表した。シリコンの製造に使われるエネルギーは200-400kwhであった。製造は高純度シリカを用いて、溶解塩中で電解還元することで得られる。シリコンの特徴は弾性に富み、圧縮性が大きく、耐寒性に優れていることが挙げられる。 復習として琵琶湖水力発電に使われたペルトン水車について復習した。これは水流の衝撃を利用した衝動水車、タービンの一種であり、高効率であることが特徴である。
A.エネルギーの利用は時間とともに進化してきた。米沢キャンパスでは1500kWの電力を消費し、太陽光発電では最大30kWしか賄えないため、再生可能エネルギーだけでは不足している。スマートグリッドが導入され、余剰電力を蓄えたり制御したりすることで効率化が図られている。太陽のエネルギーは化石燃料として長期間蓄積され、産業革命を経て石炭や石油、電気へとエネルギー源が変化。効率的なエネルギー利用が求められる中、発電機などでエネルギーを生成し続けている。 発表ではシリコンについて調べた。シリコンは、地球の地殻中で酸素に次いで最も豊富な元素であり、半導体材料として広く利用される。高い融点（約1400℃）と優れた熱伝導性を持ち、電子機器や太陽光発電パネルに不可欠。化学的に安定で耐腐食性があり、多くの化合物を形成する。シリコンの製造には主にエネルギーとして電気が必要で、特に高純度シリコンを得るためには高温の炉を用いる。このプロセスはエネルギー集約的であり、再生可能エネルギーの活用が求められている。シリコンを用いた技術は、持続可能なエネルギーや情報通信技術の発展に寄与する。 復習では太陽エネルギーについてまとめた。太陽エネルギーは、地球に降り注ぐエネルギーの根源であり、太陽定数は約1.37kW/m?。地球上で平均的に受けるエネルギーは0.342kW/m?で、その0.1％が光合成に利用される。このわずかなエネルギーが植物の成長や食物連鎖の基盤となる。太陽のエネルギーは化石燃料の形成や再生可能エネルギーの利用に不可欠で、持続可能な社会の実現を目指す上で重要な要素となっている。
A.①すべての波長の電磁波を吸収する物体を黒体という。日本ガイシの「ガイシ」は碍子の意味。 ②ガイシが「碍子」だったのは知らなかった。 ③ガイシは碍子という意味。
A.①スマートグリッドについて学んだ。これは、情報技術（IT）を活用して電力供給ネットワークを高度化し、電力の供給と需要を効率的に管理する次世代の電力網を指します。従来の電力網に比べて、スマートグリッドはリアルタイムでのデータ収集と分析、通信機能を組み合わせることで、以下のような特徴や利点を持っています。 ②半導体の材料は、シリコンやゲルマニウムなどのガリウム砒素やインジウムリンなどの化合物半導体である。次に物性としては、バンドギャップ、電子移動度、ホール移動度、電気伝導度、光学特性である。 製造に使われる
A.①【講義の再話】 熱源には、電気やガス、灯油などの化石燃料と、薪などのバイオ燃料がある。光合成は、水と二酸化炭素と光から、グルコースと酸素を作り出す反応である。地球の上空で降り注ぐ太陽のエネルギーは太陽定数と呼ばれ、太陽定数の値は1.37kW/m^2である。しかし、地上まで届くエネルギーは、0.4kW/m^2ほどである。太陽からの光エネルギーを利用して電気エネルギーに変換するのが太陽電池である。 ②【発表の要旨】 「パワープラントを支える材料のサプライチェーンを辿ってみましょう」グループ名 ガイシ
A.【講義の再話】 エネルギー源には、石炭、石油、原子力、再生可能エネルギーがある。化石燃料は高エネルギー密度で便利であるが、環境への影響が大きく、枯渇も懸念されている。原子力は高い発電能力を持つ一方で、放射性廃棄物の処理が課題である。太陽光発電は、太陽の光を電気に変換する技術で、再生可能かつクリーンなエネルギー源である。太陽光パネルが光を吸収し、半導体材料が電気を生成する。そのため、持続可能なエネルギー供給が可能である。しかし、初期費用の高さ、天候への依存性、エネルギー密度の低さなど、問題点は多くある。
A.①お風呂の温め方には電気（石炭）やガス、灯油、薪などがある。このうち石炭、ガス、灯油は化学燃料です。光合成とは、水と二酸化炭素と太陽の光からグルコースが作られる反応です。太陽の光の速さは1.4kw/m^2です。エネルギーの源としては石炭やセルロース、水素や太陽などが挙げられます。薪は昔からあるためエネルギーの源として重宝されてきました。 ②演題:パワープラントを支える材料のサプライチェーンを辿ってみましょう グループ名:ミルクティー 共著者名: 松本圭美、及川幸、小倉由愛、松本果蓮 発電、送電にか
A.①現在、私たちが利用している化石燃料は、石炭やガス灯油などである。しかし、これらの化学燃料は有限の資源であり、未来で枯渇する時がやってくることが分かっている。そこで、再生可能エネルギーとして太陽光発電が活用されているのだが、太陽光発電で賄える電気量はそう多くはない。資源が枯渇した未来での太陽光は重要なエネルギー源になることは明白である。 ②平常演習として、パワープラントを支える材料のサプライチェーンを調べた。私たちの班は、半導体材料について調べた。半導体材料は、太陽電池やパソコンには欠かせない材料である
A.①電気、ガス、灯油は化石燃料で、薪はバイオ燃料である。エネルギーの源になるのは水素や太陽、炭素やセルロースである。自然エネルギーは天候に左右されやすいため、安定した供給が難しいことが問題として挙げられる。 ②電線は材料の調合を行い自溶炉、転炉を経て精製され、鋳造を行いアノードになる。 ③バイオ燃料は、植物油を主とする生物体を原料として製造される再生可能な燃料で、硫黄酸化物を排出しない上、燃焼時に排出されるCO2は原料となる植物が成長過程で大気中のCO2を吸収することからカーボンニュートラルな燃料とされ
A.①風呂を温めるためには、化石燃料である電気（石炭）、ガス、灯油を使うか、バイオ燃料である薪を使う必要があります。水と二酸化炭素と光エネルギーによってグルコースと酸素を作ることができます。これを光合成と言います。太陽には太陽定数というものがあります。1.4kW/m?です。太陽光パネルを家に設置しようという動きが始まった当時の電気代は20円/kWhであり、太陽光パネルで発電した電気を固定買取価格26円/kWhで買い取るためお得だという話でしたが、今では電気代が32円/kWhになってしまっています。 ②「送電
A.①エネルギープラント，パワープラントなどについて学んだ。入射した太陽エネルギーの0.1%が光合成に使われる。赤燃料はこの0.1%のエネルギーを何万年もかけて蓄積したものである。教科書では1段階目の光の吸収形によって、触媒的に水が分解され、酸素を発生し、2段階目の吸収でNADとATPによって二酸化炭素はH2Oに還元されると学んだ。 ②パワープラントを支える材料のサプライチェーンについて調べた。私たちは送電線について調べた。送電線の元となっているのは、導線であることがわかった。導線の作られ方は、加熱により、
A.①太陽光発電で賄えるのは昼間の30kW程度に過ぎないため、再生可能エネルギーだけでは電力が不足します。スマートグリッドは、センサーで電力を計測し、インターネットを通じて発電量を制御します。これにより余剰電力は電池に蓄え、再生可能エネルギーの安定供給を図ります。太陽定数は約1.37kW/m?で、産業革命以降CO2濃度が上昇し、地球の熱平衡が崩れ温暖化が進んでいます。入射した太陽エネルギーの0.1％が光合成に使われ、化石燃料はこのエネルギーを何万年もかけて蓄積したものです。 ②【演題】：パワープラントを支え
A.【講義の再話】 エネルギー源の種類について学びました。化石燃料をもちいた火力発電は環境への問題視がされている一方、太陽光パネルではごみ問題もあります。 【発表の要旨】 演題：パワープラントを支える材料のサプライチェーンを辿ってみましょう グループ名： 共著者名：小室佳菜、北山桃那 役割：調査 パワープラントを支える材料のサプライチェーンを辿りました。 【復習の内容】 成績評価申請書を書く際に復習しました。
A.8回目では、太陽光発電はとてもコストがかかり、発電効率があまり良くないので、現時点の技術ではあまり良くないということを学んだ。一方で水力は発電効率が高いが環境変化による影響を大きく受けるということもわかった。 太陽光のコストはかかることは知っていたが、発電効率が低いことはあまり知らなかったので、効率を上げるには汚れや材料の開発、熱エネルギー変換を抑える材料を開発する必要があると考えた。 グループワークでは電線について調べた。電線に使われている材料は銅やアルミニウムが多く、絶縁体はポリエチレンや四フッ化
A.①講義の再話、8回目の講義では、エネルギープラントについて学習した。エネルギーの中でも太陽エネルギーは、太陽光から得られるエネルギーでありそれを太陽光パネルによって吸収しエネルギーに変換するもので再生可能エネルギーのひとつである。太陽光のエネルギーは、天候によって左右され、安定した供給にかける。また、太陽光パネルを設置する費用がかかるため設置するための費用をエネルギーの利用として元を取ることも出来ないというデメリットもある。 2発表では、発電送電に関わる工業製品として太陽光パネルを選んだ。その中で単結晶
A.①第8回の講義では太陽エネルギーについて学びました。入射した太陽エネルギーのほとんどは、地球から放射され、地球は熱平衡の状態にある。 産業革命以降のの人類の活動による二酸化炭素濃度の上昇で、熱平衡が崩れ、温暖化が進んでいる。入射した太陽エネルギーの0.1％が光合成に使われる。 ②私たちの班は電線について調べました。 ③銅について調べた結果の利点と欠点が分かりました。まず高い導電性について銅は、金属の中で最も高い導電性を持つ材料の一つであり、電気を効率的に伝えることができます。次に銅は比較的柔らかく、加
A.1.講義の再話 エネルギー源について学んだ。化石燃料の石炭、石油などは二酸化炭素を排出するが、バイオ燃料の薪などは植物や動物由来であるため二酸化炭素の排出はない。 太陽エネルギーについて学んだ。太陽光や太陽からの熱を電気に変えることで再生可能エネルギーとしての役割を果たす。山形大学工学部にも太陽光パネルがある。しかし、天候に左右されたり、発電効率が悪かったりなどのデメリットもある。太陽定数は1.4kW/m2であるが、実際には0.4kW/m2程度らしい。 2.発表の要旨 演題：パワープラントを支える
A.①電気やガス、灯油は全て化石燃料によってつくられたものです。それに対して薪はバイオ燃料であるということができます。水と二酸化炭素と光によってエネルギーである糖と酸素を作り出すことができます。太陽のエネルギーは1.37kW/m^2ですが、地球に来るのは0.3kW/m^2です。自然エネルギーの最大の弱点は天候に左右されるという点です。 ②演題：パワープラントを支える材料のサプライチェーンを辿ってみましょう、グループ名：ももちゃんず、メンバー：川村和佳子・市井桃子・堀江優花、自分の役割：なし セメントについ
A. 日本に住んでいるほとんどの家庭や産業は火力発電による電力を使っているだろう。ただ、最近は火力発電により排出される温室効果ガスが問題になっていること、また化石燃料は有限であることなどを考えると、再生可能エネルギーによる発電も考えていかんければならない。その中の1つに太陽光発電がある。もちろん太陽光発電による発電量は微量であるが、太陽エネルギー自体のエネルギー量はすさまじく、ゴビ砂漠の半分に太陽電池を敷き詰めれば、全人類に必要なエネルギーを賄えるといわれている。 パワープラントを支える材料のサプライチェ
A.パワープラントは、一般に動力源を担う装置や発電所のことなどを指します。車の場合、エンジン・変速機。クラッチといった動力を発生させる装置を包括したものがパワープラントと呼ばれています。ワットは紡績機の動力に蒸気機関を使う工夫を施したことによって、石炭を燃やした熱は回転運動となり、糸を紡ぎ、機を織りました。降り注いだ太陽の光が悠久の時を地中深くで静かに眠っていた貯金を払い出し始めたのであります。 演習「パワープラントを支える材料のサプライチェーンを辿ってみましょう」メンバー「松本圭美、及川幸、小倉由愛、松
A. 日本産業規格（JIS C分野）は、エネルギープラントに関連する電子機器、電気機械、材料、電線・ケーブル、電路用品に関する規格を定める。この分野では、発電設備の性能、安全性、効率性を保証するための基準が提供されている。例えば、電線やケーブルの品質管理、発電機や変圧器の性能試験、配電システムの設計基準が含まれる。これにより、エネルギープラントの信頼性と安全性が確保され、効率的なエネルギー供給が可能になる。 発表の要旨はソーラーべネル グールプ名前はセメント メンバー：今井皇希 渡部凛玖 陳東冉 山本瑞貴
A.①まず、お風呂はどのように沸かしているのか、その熱源の話となった。熱源で挙げられたのは、ガスや石炭、灯油、薪、電気があった。薪は江戸時代などで五右衛門風呂で使用されていた過去がある。現代では、電気やガスなどが主流であり、ガスは化石燃料である。 ②ワークショップでは、パワープラントを支える材料のサプライチェーンについて調べた。磁性材料について調べ、これには強磁性体、常磁性体、反磁性体があり、また硬磁性と軟磁性がある。 ③それぞれのエネルギー源について、どれが1番効率よくエネルギーを調達できるのかを考えた
A.①ランキンサイクルとは、ボイラと蒸気タービンを主たる構成要素とする熱力学サイクルであると知った。また、サプライチェーンとは、製品の原材料・部品の調達から販売に至るまでの一連の流れを指す用語だと知った。 ②ワークショップでは、パワープラントを支える材料のサプライチェーンを辿ってみるということをした。そもそも、パワープラントとは、一般に動力源を担う装置や発電所などのことをいい、サプライチェーンについての理解度が深まった。 ③エネルギーの源には、炭素を主成分とする有機化合物の化石燃料、セルロースが主体のバイ
A. スマートグリットではセンサーを使って電力を計測しインターネットの通信をつかって発電量を制御する。気候に左右されやすい再生可能エネルギーでは余剰電力を電池に蓄えることができる。入射したエネルギーのほとんどは地球から放射され、地球は熱平衡の状態にある。産業革命以降の人類の活動による二酸化炭素濃度の上昇で熱平衡が崩れ、温暖化が進んでいることが問題視されている。 セメントを選んだ。材料は石灰石であり約900℃で分解し、炭酸ガスを放出する。吸水性、安定性に優れており強いアルカリ性でもある。 鉄の融点は15
A.①太陽エネルギ―は、多くの時間をかけて、石炭や石油などの化石燃料として地中深くに蓄えられてきました。私達の生活は、このような資源を使った動力から電気を使うようになってきました。米沢キャンパスでは、1500kwもの電力を使っています。太陽光発電は約30kwほどしか発電できません。脱炭素社会には再生可能エネルギ―の活用が必須で、そのためには電気エネルギーを備蓄する電池が必須です。 ②演題；太陽がくれた１キロワット毎平米―エネルギープラント―（日本産業規格JIS Ｃ（電子機器及び電気機械） グループ名；水
A.① 熱の主なエネルギー源は、電気、ガス、灯油、薪ある。また、そのエネルギーの源は太陽のエネルギーである。植物は太陽の光から光合成を行い、糖（炭化水素）を生み出す。その糖は植物自身を形作り、植物が枯れ土に埋まると化石燃料になる。また、太陽から地球に降り注ぐエネルギーは太陽定数といい約1.37kW/m?である。こうして、作られる燃料は化石燃料とバイオ燃料に区別される。化石燃料は石油、ガス、石炭などで、バイオ燃料は薪などである。 ② 班員は石山成晃、大藤雄也、鈴木颯斗、笠松祐太である。発電した電気を効率よく送
A.①講義の再話 エネルギーを得る方法は様々なものがある。石炭と石油は化石燃料と呼ばれ、主なエネルギー源となっているが地球温暖化や限りがあることなど課題がある。再生可能エネルギーには太陽光発電がある。二酸化炭素を排出しないというメリットがあるが設備をつくるためのコストが高く、森林を伐採する場合もあり、さらに天候に左右される問題がある。バイオ燃料である薪は採算が取れない。太陽から得られるエネルギーは太陽定数で表され1.37ｋｗ/m?である。 ②発表の要旨 演題 パワープラントを支える材料のサプライチェーン
A. 太陽から得られるエネルギーについて、太陽光パネルによる発電が可能です。太陽光パネルは再生可能エネルギーである一方で天候に左右されるという欠点が挙げられます。また、太陽光パネルを自宅に設置しても元を取ることができず、普及しないという課題もあります。また、エネルギーに関連して発電方法について考えました。原子力発電の効率や安全面での問題、火力発電は化石燃料の輸入に頼っているという問題について学習しました。 発表では絶縁材料としてチタン酸バリウムを選びました。グループ名はステロイド、メンバーは畠平青、佐々木
A.①講義の再話 この講義ではエネルギープラントについて学習した。人間は太陽定数＝約1.37kW/m?の恵みですべてのDNA活動が支えられている。この太陽定数というものは地球の上空で垂直に降り注ぐ太陽のエネルギーのことである。入射した太陽エネルギーのほとんどは、地球から放射され、地球は熱平衡の状態にあり、産業革命以降の人類の活動による二酸化炭素濃度の上昇で、熱平衡が崩れ、温暖化が進んでいる。 ②発表の要旨 演題：パワープラントを支える材料のサプライチェーンを辿ってみましょう グループ名：A 共同著名
A.講義について エネルギーは石炭、石油、原子力、再生可能エネルギーなどがある。化石燃料はエネルギー密度が高く、利用も簡単と言う長所がある一方で限りある資源のために枯渇の心配がされている。原子力はエネルギー密度が1番高いと言う長所があるが放射線廃棄物の処理が難しく、人体への影響も心配されている。再生可能エネルギーは自然由来のため枯渇の心配はないがエネルギー密度が低く、初期費用が高いなどの懸念点がある。どの技術も長所と短所があるため組み合わせて利用することが大切だと考えた。 発表について 機能性材料につい
A.①講義の再話 太陽光エネルギーは、1平方メートル当たり約1キロワットのエネルギーを提供します。このエネルギーを利用することで、太陽光発電システムが電力を生み出し、クリーンで再生可能なエネルギー供給が可能となります。エネルギープラントは、太陽光を効率的に利用するための技術を駆使し、環境に優しいエネルギーソリューションを提供します。持続可能なエネルギー利用が、未来のエネルギー問題解決に貢献します。 ②発表の要旨 テーマ：半導体 グループ名：無機工業 共著者：磯亮我、堀尾定一郎 役割：データ整理
A.電気の運搬経路である、電線の材料の銅についての、サプライチェーンを調べて書いた。採掘をし、選鉱を経て、製錬して加工する流れであった。
A. バイオ燃料には、薪が使われている。化石燃料には、電気、ガス、灯油が使われている。エネルギー源とは、炭素、水素、太陽である。太陽は地球に届くエネルギーである。太陽係数は、１．４ｋW/m＾２である。 ０．４ｋW/m＾２×２×cos38＝０．２５ｋW/m＾２ エネルギー効率は１－（T2/T1）で求められる。 太陽光発電のメリットとしては、電気代を安くできる、電気代の高騰の影響を受けない、停電しても電気が使える、環境にやさしいなどが挙げられっる。しかし、問題点もあり、設置コストにとてもお金がかかってしま
A. 入射した太陽エネルギーのほとんどは、地球から放射され、地球は熱平衡の状態にある。現在はこの熱平衡が崩れ、温暖化の状況にある。また、化石燃料に関しては入射した太陽エネルギーが何万年もかけて蓄積されることで形を成す。また、光合成については同化されたエネルギーの半分は、被食量であり、その植物などの成長量は１/５にもみたない。 放射されるエネルギーは十分にあるがそれを有効に蓄える術を一刻も早く導き出す必要があることに変わりはないように思われる。 【リサイクルとサプライチェーンについて】 渡辺、千葉、小野寺、
A.①お風呂の熱源には電気やガス、灯油、薪が用いられていた。このうち電気、ガス、灯油は化石燃料であるが、薪はバイオ燃料である。薪は炭素・セルロース・水素を含み、太陽光によって光合成が行われることでエネルギーを取り出すことができる。太陽光のエネルギーは再生可能エネルギーであり環境への負荷がほとんどないが、自然エネルギーは天候に左右されてしまうため、安定してエネルギーを得ることができないという問題点がある。太陽電池には絶縁体であるセラミックスが使われており、シリコン系の太陽電池がある。また、太陽光パネルの表面は半
A. 今回の授業では、エネルギープラントについて学習しました。主な熱のエネルギー源について、電気、ガス、灯油、牧などがあるということを学びました。エネルギーの源としては、炭素、セルロース、水素、太陽があると考えました。太陽のエネルギーについて光合成を学びました。その仕組みは水素によって反応が肘待っているということを知りました。また、太陽定数は1.4kW/m?くらいであるということを学びました。自然エネルギーは天候に左右されるものだということを学びました。バイオ燃料や太陽光パネルが流行にならないのは元が取れない
A. エネルギーについて講義内で触れた。エネルギーの源は化石燃料や核エネルギー、位置エネルギー、再生可能エネルギーなどがある。このエネルギーに関しては炭素や水素、太陽などがキーポイントである。また、太陽係数というものにも授業中に触れた。太陽係数は1.4 kW/m^2である。これはつまり1平方メートル当たりのエネルギーを表している。 今回のグループワークでは、パワープラントを支える材料のサプライチェーンをたどるという事をやった。発電、送電に関わる工業製品として太陽光パネルを選んだ。太陽光パネルには単結晶シリ
A.①太陽のエネルギーは様々なものに使用されてきた。このエネルギーは太陽定数と呼ばれ、1.37kW/㎡である。このエネルギーで全てのDNAの活動が支えられている。入射した太陽エネルギーの0.1％が光合成に使われる。化石燃料は、この0.1％のエネルギーを何万年もかけて蓄積したものだ。そこに蒸気機関が登場したことでその化石燃料が消費され、様々なエネルギーに変換された。人類はエネルギーに依存している。 ②演題：アルミナ グループ名：導線 メンバー：佐藤未歩、?橋可奈子、松本凛、?橋美羽、赤池佳音 私たちの
A.講義の再話 エネルギーについて学習しました。太陽はエネルギー源として大切です。例えば、米沢での太陽のエネルギーは、約0.25kW/m2です。自然エネルギーは枯渇の恐れなく使用できるが、天候によって左右されるのが大きな問題です。また、熱効率は1-T2/T1で表すことができます。この式から、熱効率100%は無理だと言うことがわかります。熱効率をできるだけ上げるためには、T2を高く、T1を低くすることが大切です。効率を1%でも上げるには相当な計算や努力が必要となることがわかります。 発表の要旨 グループで
A. 現在風呂の熱源とされているのはガスや電気が多いが、昔は薪や灯油が使われていた。ガス・電気・灯油は化石燃料であるが、薪はバイオ燃料であり、近年注目されている。また、光を使った発電方法に太陽光電池があるが、これは発電効率が低いことと天候によることが問題である。また、パネルに使われている有毒な金属を廃棄時に漏れないように回収できるのかという問題も持っている。 演題は「パワープラントを支える材料のサプライチェーンをたどってみましょう」であった。グループ名はももちゃんずで、メンバーは川村和香子、市井桃子、佐藤
A. 我々の生活は炭素でできていると言える。これは炭素を食べ炭素を分解することでエネルギーを得ているからである。その炭素のもとである植物などは太陽光からエネルギーを得て成長している。人間のエネルギーは元を辿れば太陽光に行き着く。昨今この太陽光を電気に変える取り組みがある。太陽定数は1.37kW/立方メートルである。太陽光発電は電力効率が低く、発電に広い土地が必要になるため、適材適所な利用が求められる。 半導体材料としてシリコンを選んだ。製造に利用されるようエネルギーは200~400kWhである。高純度シリ
A.エネルギーは電気、ガス、灯油など、エネルギーの素を生み出す化石燃料と薪などからエネルギーを生み出すバイオ燃料に分けられる。これらはCO2の問題からバイオ燃料の使用を推奨されている。しかしバイオ燃料から生み出されるエネルギーは化石燃料に比べて少ない。また火力発電においてカルノーサイクルというものがあり、１－T1/T2という公式のもとT1が大きいほどよく、T2が小さいほうがよい発電方法であるということを示す。 発電、送電にかかわる工業製品として、碍子を選び、碍子の素材と構造、国内での廃棄の仕方について紹
A.①エネルギープラントについて学びました。自然界ではエネルギーを作り出す仕組みとして、葉緑体をもつ植物等による光合成のシステムがあります。人類も同様に太陽光を用いてエネルギーを作り出すことができないかという研究か行われた結果、太陽光パネルを使用し、循環可能な再生可能エネルギーを取り出すことに成功しました。その太陽光パネルが何でできているかというと、多くはケイ素を含むシリコン系の材料からできています。これは単結晶のシリコンパネルを用いることで電気を生成する際のエネルギー効率が良いからです。プラントを考える際に
A.①電力や発電方法、太陽エネルギーについて学習しました。発電方法として火力発電、原子力発電、水力発電、風力発電、太陽光発電、バイオマス発電、地熱発電などがありますが、地球温暖化が進んでいる今、太陽光発電等の再生可能エネルギーを活用することが必要です。しかし、発電量が天候など自然条件によって左右されやすく、安定した発電が難しいというデメリットも存在する。 ②演題：パワープラントを支える材料のサプライチェーンを辿ってみましょう、共著者名：一ノ宮和奏、熊坂結菜 私たちのグループは、工業製品として電線を選びま
A.1.この講義では、太陽光から得られる1キロワット毎平米のエネルギーを利用するエネルギープラントの設計と運用方法について解説します。太陽光発電の効率や技術、エネルギー変換のプロセス、持続可能なエネルギー供給の実現に向けた取り組みが紹介されます。 2. 私たちのグループではソーラーパネルに使われる多結晶シリコンが挙げられました。多結晶シリコンのサプライチェーンについて、シリカから始まり、シリコン、シリコンウェハー、多結晶シリコンという順で生成されていることがわかりました。 3. 講義の復習として、多結晶シ
A. 近年エネルギー問題について活発に議論されている。その中でもエネルギー源の種類は特に問題視されており、電気やガス、灯油などはその原料が化石燃料であるのに比べて、薪などのバイオエネルギーや自然の力で生み出す再生可能エネルギーの方が環境の負荷が小さいとされている。しかし再生可能エネルギーの一つである太陽光パネルは廃棄する際のゴミが問題視されてしまう一方で、化石燃料を利用した火力発電の効率はいまだに最大であることで一概にどちらかが良いということではないのである。 今回「パワープラントを支える材料のサプライチ
A.①講義の再話 講義では、エネルギープラントについて学びました。エネルギープラントとは、火力や原子力などからエネルギーを生産するプラント設備のことです。プラント設備とは、単体の建物・設備を表すのではなく、製造設備、処理設備、電気設備、配管などの複数の設備機器一式で構成されています。一方で工場は、1つの設備を有している施設を表します。産業プラントの他には、廃棄物の再利用や処理に伴う発電などを行う「環境プラント」もあります。環境プラントの目的は、主に地球環境の維持です。 ②発表の要旨 演題「パワープラ
A.①講義の再話 エネルギー源として、石炭、石油、天然ガスなどの化石燃料や、再生可能エネルギーや、原子力エネルギーなどが挙げられる。再生可能エネルギーには太陽光、風力、水力、地熱、波力、バイオマスなどが挙げられる。二酸化炭素を排出しないことによる温室効果ガス削減に大きく貢献するといわれているが、発電量が安定しなかったり、建設においては多額のコストや二酸化炭素の排出を避けられていなかったりと問題はいくつも残っている。 ②発表の要旨 平常演習では、パワープラントを支える材料のサプライチェーンについて調べた。
A. 植物は水と二酸化炭素から太陽光の光エネルギーを利用しグルコースと水を精製している。この太陽光のエネルギーの大きさを太陽定数と言い1.37kW/m?×cos(緯度)で表される。これは斜めに太陽光を受けるとその分太陽光から受け取る単位面積当たりのエネルギーが少なくなるためかけている。 演題は「パワープラントを支える材料のサプライチェーンを辿ってみましょう」である。グループ名はチバコウ、共著者は渡辺亮介、渡邉佳治、千葉皇希である。私の役割は概念化であった。鉄は磁性材料であり、発電機や鉄塔に使われている。鉄
A.太陽光発電の発電量は30ｋWである。太陽光は植物光合成により栄養を生成し、食物連鎖を引き起こし環境に影響を与えている。発表の趣旨は外資について調べた。素材は磁器やガラス、ポリマーで、国内では主に陶磁器で使用するため陶磁器くずとして処分される。復習では送電に欠かせない銅線を調べた。銅線は電動効率がとてもいいので電線に使えたりする。銅線は銅が主成分であり、電解精錬にて生成される。
A.米沢キャンパスだけで、 1500kWの電力を使っている。太陽光発電で賄えるのは、 昼間の日光があるときで、30kW程度である。太陽光は天候にも左右されるため、安定的な供給をすることがとても難しい。ロウソクは、熱エネルギーで高温にして、黒体放射で光エネルギーへエネルギー変換する。白熱電球は、タングステンフィラメントで、電気エネルギーを熱エネルギーに変換し、 高温のフィラメントから黒体放射で、光エネルギーへエネルギー変換する。 演題は「パワープラントを支える材料のサプライチェーンをたどってみましょう」であり
A.①講義の再話 お風呂に入る時にお湯は、電気、ガス、灯油、薪で沸かす方法があります。電気や石炭や灯油は化石燃料、薪はバイオ燃料です。エネルギーの源は炭素やセルロース、水素、太陽という発表がありました、 光合成は、水と二酸化炭素と光を使ってデンプンなどの養分や酸素を生み出す仕組みです。「現代の電気化学」235ページの図9.15に光合成の模式図が載っています。植物は太陽光を使って水素を作り出すところから始まります。 地球が太陽から受けるエネルギーはどのくらいかについてですが、初めに、太陽定数が1.37kW
A.①風呂を沸かす熱源としてあげられるのは、電気、ガス、灯油、薪であり、このうちガスや灯油は化石燃料、薪はバイオ燃料である。薪のエネルギー源を考えてみると、炭素、水素、太陽、セルロース等があげられた。 地球に注ぐ太陽からのエネルギーを太陽定数といい、1361W/m^2であるが、地表では0.4KW/m^2である。自然エネルギーは、天候に左右されるというデメリットを持つ。 ②グループワークでは、パワープラントを支える材料のサプライチェーンについて調べてみた。私達のグループは、変圧器について調べた。メンバーは大
A.黒体放射とは、黒体が放出する熱放射である。熱した物質や恒星の発する光が、比較的温度が低いときは赤っぽく、温度が高いほど青白くなる理由は、黒体放射の温度特性によるものである。黒体放射をしている物質の明るさはその物質の温度のみで決まり、密度や物質の種類には依存しない。つまり、同じ温度・形の物体が同じだけ離れた場所で黒体放射によって光っていたら、みんな同じ大きさに見える。太陽は約6000kの黒体放射に近似することができ、これは表面の物質の温度を意味する。このことはほかの恒星も同じだが表面温度は恒星によって異なる
A.今回の授業で太陽が私たちにもたらすエネルギーの大きさについて学びました。具体的には太陽がもつ太陽エネルギーが2.75×10^21kjであるということを学びました。また、火力発電における熱効率やそれらが地球にもたらす影響、バイオマスエネルギーなどについても学びました。今現在、日本では火力発電が主に使用されていますがそれらが地球にもたらす悪影響が存在するということを知り、それに対する解決策を模索していかなければならないということを学びました。 今回の発表の要旨について半導体の材料について私たちの班では話し合
A.【講義の再話】地球の上空で垂直に降り注ぐ太陽のエネルギーは太陽定数とよばれる。太陽定数の値は1.37kW/m2である。人々は様々な生活の局面で太陽エネルギーを利用してきた。一方で、産業革命以降の人類の活動による二酸化炭素濃度の上昇で、温暖化が進んでいることも事実である。そのため、化石燃料の消費を抑え、再生可能エネルギーの利用を推奨し、持続可能な社会を目指すことが私たちの住む地球を守るために必要な事である。 【発表の要旨】[演題] パワープラントを支える材料のサプライチェーンをたどってみましょう [グルー
A.①エネルギーについて学んだ。エネルギーは、ガス、灯油などの化石燃料と、巻きなどからエネルギーを生む出すバイオ燃料に分けられていうことがわかった。その一方、バイオ燃料であれば、動植物が原料になっているため、大気中の二酸化炭素を増やすことはない。バイオ燃料を使用するときに発生する二酸化炭素は、もともと大気中にあった二酸化炭素だからであるとわかった。 ②発電、送電にかかわる工業製品として、電線について調べた。街中の電線にも高電圧（6600 V）で配電され、電柱の上にある柱上変圧器で低圧（100 Vまたは200
A.①講義の再話 電気（石炭）、ガス、灯油は化石燃料であるため使用が好ましくないが、薪はバイオ燃料であるから気にしなくてよい。しかし、元が取れないため普及していない。光合成とは植物の葉緑体で水と二酸化炭素と光エネルギーからグルコースと酸素を作ることである。太陽のエネルギーは0.25 km/m2である。太陽のような自然エネルギーは天候に左右されることが弱点である。 ②発表の要旨 演題：パワープラントを支える材料のサプライチェーンを辿ってみましょう、グループ名：エネルギー、共著者名：佐藤雄斗、中村健匠、役割
A.①講義の再話 今回の講義では，エネルギー源について学んだ。エネルギー源には，石油，石炭などの化石燃料や太陽の光などがある。化石燃料は有限であるため，近年は再生可能エネルギーが注目されている。再生可能エネルギーには太陽光、風力、水力、地熱、風力、バイオマスなどがあ流。持続可能な社会を実現できる可能性があるというメリットがあるが、電力の安定的な供給が難しいことや設置場所が限られているというデメリットがある。 ②発表要旨 発表内容は「パワープラントを支える材料のサプライチェーンを辿ってみよう」であった
A. ロウソクは、熱エネルギーで煤を高温にして、黒体放射で光エネルギーにエネルギー変換する。一方、白熱電球は、タングステンフィラメントで電気エネルギーを熱エネルギーに変換し、高温のフィラメントから黒体放射で光エネルギーにエネルギー変換する。これらのことから、物体は外部からのエネルギーを熱や光にエネルギー変換して放出しているといえる。 演題は「パワープラントを支える材料のサプライチェーンを辿ってみよう」、グループ名は「ももちゃんず」、メンバーは「佐藤有希乃（自分）、相内彩果、市井桃子、川村和佳子、堀江優花」
A.①講義では、エネルギープラントとエネルギー源について学んだ。エネルギープラントとは、火力や原子力などでエネルギーを生産するプラント設備を指し、これには製造設備、処理設備、電気設備、配管など複数の設備が含まれる。廃棄物の再利用や処理を行う「環境プラント」も存在し、地球環境の維持を目的としてる。エネルギー源には石炭、石油、原子力、再生可能エネルギーがあり、特に太陽光発電が注目されている。太陽光発電は太陽光を電気に変換する技術で、再生可能でクリーンなエネルギー源である。しかし、初期費用の高さ、天候依存性、エネル
A. おふろの熱源には電気・ガス・灯油の化石燃料と薪のバイオ燃料がある。また、エネルギーの源には炭素・セルロース・水素・太陽があり、太陽光のエネルギーは太陽定数が1.4kW/m２である。また、光合成とは水、光、二酸化炭素からC6H12O6と酸素ができる反応である。絶縁体にはセラミックスがあり、半導体には有害であるヒ素がある。サプライチェーンでは原料から廃棄物まで考えなければならない。 演題は送電線、グループ名はチーム電線、共著者は濱登美月、データ収集の役割でワークショップを行った。導電材料である、送電に関
A.①第8回の授業の導入はお湯を沸かす方法でした。 電気、ガス、灯油は化石燃料に分類され、古くから使われている薪はバイオ燃料に含まれ、CO2を減らすことが出来るため注目されています。太陽のエネルギーは1.4kw/m2だけど、地表に到達するのは0.4kw/m2です。太陽光発電はひとつのパネルで最大1.12Ｖ発電することができます。太陽光発電などの自然エネルギーは天候に左右されるなどの課題があります。発電の際、原料を100%の効率で利用することはむずかしいという現状かあります。重油の発熱量は9700kcal l^
A.
A.最近ちまたで話題となっている太陽光発電というものこれは最近叫ばれる再生可能エネルギーの一つである。この太陽エネルギーを用いて地球上の生物は生きてきた。この太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する方法として太陽光発電が存在するが、これは、エネルギー効率が絶望的に悪く家庭につけても設置費や維持費であまり良いものとは言えないと学んだ。加えて、エネルギーとしてかるーのサイクルについても学んだ。 エネルギープラントの考えの一つとしてグループワークでは、ぱわープラントを支える材料の差プラチェーンをたどるということを
A.①エネルギー源として電気、ガス、灯油、薪などが使われる。再生可能エネルギーとして太陽光が挙げられるが、太陽光発電だけでは十分な電力を賄うことは難しい。太陽はエネルギーの元となっており、植物の光合成などにも使われ、化石燃料も太陽エネルギーが蓄積したものである。計算によると米沢の太陽定数は0.30kW/㎡であった。 ②パワープラントを支える材料のサプライチェーンを遡ってみましょう。チーム名:セラミック。メンバー:小野里、慶野、菅野、佐藤、あいば、大石。役割：概念化。パワープラントに関わる工業製品としてスター
A.①講義の再話と火力発電 磁石と発電機について磁石がどのような原理で力が働いているのか、何に使われるのか、その歴史についてや発電機の種類とその仕組みや燃料や歴史について話し、送電線とアルミニウムと銅について送電線の原料がアルミニウムと銅で作られている理由やその役割や仕組みについて話し、碍子とセラミックス碍子とセラミックスの性質やそれぞれで作られる物やそれで作られる理由などについて話した。 ②発表の要旨 自分は菅野留已、慶野 陽彦、葭葉 敦貴、大石と一緒にパワープラントを支える材料のサプライチェーンにつ
A.①世界にある化学燃料はどのようにしてできるかわかるか？ 太陽のエネルギーは地球に入射した際にほとんど放射される。だがその入射した太陽エネルギーの0.1%が光合成に使われて、化学燃料はこの0.1%のエネルギーを何万年もかけて蓄積したものである。人々は太陽のエネルギーを様々な局面で利用してきた。農業における食糧生産には大きく貢献をしてもらっているのは光合成の影響で理解しているとおもう。他にも太陽で化学燃料も作られている。 ②私たちはシリコンを選んだ。特性・バンドギャップ・高い熱伝導率・良好な酸化層形成・安
A.① 太陽がくれた1キロワット毎平米-エネルギープラント-というテーマを学んだ。まず、モノやエネルギーや情報の備蓄や輸送がどのようなものか学んだ。その次に、地球の上空で垂直に降り注ぐ太陽のエネルギー（太陽定数）について学んだ。太陽定数の値は、1.37kw/m^2である。地球表面全体で平均した太陽放射エネルギーは、0.342kw/m^2となり太陽定数の1/4にあたることがわかった。また入射した太陽エネルギーの0.1%が光合成に使われる。化石燃料はこの0.1%のエネルギーを何万年にかけて蓄積したものだということ
A.
A.① 講義の再話 太陽からのエネルギーは、太陽定数があり、地球に届き、生命活動を支えている。化石燃料として蓄積されてきたエネルギーは産業革命以降、急速に消費され、現在ではエネルギー不足と環境問題が課題である。特に、再生可能エネルギーの限界が指摘され、効率的な電力供給と備蓄が求められている。スマートグリッドによる電力の管理やエネルギーの蓄積技術が注目されている。 ② 発表の要旨 発表では、太陽エネルギーの役割とその変換プロセスについて説明する。太陽定数は1.37kW/m?であり、エネルギー変換の歴史と現
A.太陽光発電は、再生可能エネルギーの1つで太陽の光を電気に変換する技術である。ソーラーパネルを使って太陽光を直接電気に変換することで温室効果ガスの排出を抑え、持続可能なエネルギーを提供する。しかし近年、人類の活動による二酸化炭素濃度の上昇で熱平衡が崩れ、温暖化が進んでいる。人々は、様々な生活の局面で太陽エネルギーを利用している。 私たちの班の演題は、「パワープラントを支えるサプライチェーン」である。グループ名は、「セラミック」である。グループに属した人は、菅野留已(データ整理)、小野里圭一郎、葭葉敦貴、
A.①資源から廃棄物になるまでのサプライチェーンについて学んだ。モノづくりは、原料に付加価値をつけることである。 付加価値の賞味期限が過ぎれば、製品は廃棄物になる。 資源を原料とし、加工して材料とし、組み手てて製品になって顧客の手に渡るまでをサプライチェーンと言う。サプライチェーンは、資源→原料→材料→素材→部品→製品→廃棄物の流れでおこる。 ②電気のサプライチェーンに関連した機能性材料のひとつとして電線を選んだ。電線に使われている材質は銅やアルミニウムが大半で、絶縁電線の絶縁体にはポリエチレンや四フッ化エ
A. 第八回目の講義の内容は「太陽がくれた１キロワット毎平米―エネルギープラント―（日本産業規格JIS Ｃ（電子機器及び電気機械）／材料／電線・ケーブル・電路用品分野）」であった。植物は、光合成を行う。水、二酸化炭素、日光からデンプンなどの養分を作り出す。光合成のエネルギー源は光エネルギーであり、植物はこの光エネルギーを化学エネルギーへ変換している。また、水の電気分解では酸素と水素を生成できるが、これは電気エネルギーを化学エネルギーに変換している。 この講義の発表の演題は、「パワープラントを支える材料のサ
A.①授業の再話 この回ではサプライチェーン(供給の連鎖)についてよく学びました。サプライチェーンとは資源から廃棄物まで線で繋ぐことであり、われわれ工学部は廃棄物の処理まで考えて設計することが今のご時世大切なことだと学びました。この回で学んだことを今後社会に出ても忘れないことが大切です。 ②発表の要旨 この発表はサプライチェーンである資源から廃棄物まで線を繋ぐ練習をしました。パワープラントを支える材料として我々はガスタービンを選び、そのサプライチェーンの上流、下流を調べ、「数えかたの変化」についても「g
<!-- 課題 課題 課題 -->
<li>
<a href='https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/WebClass/WebClassEssayQuestionAnswer.asp?id=281'>
<q><cite>
</q></cite>
</a>.
<a href='https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/@Syllabus.asp?nSyllabusID='>
<a/a>・
<a href='https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/@Lecture.asp?nLectureID='>
</a>
</li>
<!-- 課題 課題 課題 -->
大学教育の質の保証・向上ならびに 電子化及びオープンアクセスの推進の観点から 学校教育法第百十三条に基づき、 教育研究活動の状況を公表しています。
第百十三条 大学は、教育研究の成果の普及及び活用の促進に資するため、その教育研究活動の状況を公表するものとする。
