ヴォイニッチの科学書 Chapter-473

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ヴォイニッチの科学書
2013 年 11 月 30 日
Chapter-473
ち っ ち ゃ な 地 熱 発 電 、 落 差 50 セ ン チ の 水 力 発 電
配付資料

http://www.febe.jp/
http://obio.c-studio.net/science/

マグマで加熱された地下水などの蒸気でタービ小型発電所を建設するため 2015 年には発電が可能ンを回して発電するのが地熱発電です。小笠原諸となる予定です。今回の建設予定地も温泉地域で島に 27 年ぶりに新たな島が誕生したことが話題である奥飛騨温泉郷の中ですが、発電所の敷地面積すが、このように火山活動の活発な日本では地下を国内地熱発電所の中で最小の 300 平方メートルの熱源が豊富にありますので非常に適した発電方として小型にすることで地元との利害調整に成功

法です。日本の地熱資源は原子力発電所 23 基分もしました。出力は最大 2000 キロワット、事業費用あるとされており、アメリカ、インドネシアに次は 20 億円です。

いで世界で 3 番目のエネルギー量です。エネルギ

下図は東芝が発表した発電設備の概略図で幅ー源を自給できることと共に二酸化炭素や放射性2.4 メートル、奥行き 11 メートルの非常にコンパ廃棄物を放出しない非常にクリーンな発電方式でクトなスペースに地熱発電に必要な設備一式がおあることも優れている点です。また、太陽光や風さまっています。

力などのその他の自然資源を使う発電方法との比
較では天候の影響を受けずに安定した発電をすることができ、同じ出力で設計されたの太陽光発電所から 6 倍の電力を得ることができます。
これほど日本に適した優れた発電方法ではありますが、建設地の調査に長い時間がかかることや、熱源の多くが発電所を建設できない国立・国定公園などの中にあること、また、日本ではこれらの熱源を観光資源として活用していることなどから地熱発電所の建設は進んでいませんでした。ところが、ご存じの通り東京電力の原子力発電所事故

地熱発電も超小型になって実用化が近づきましの影響で日本の発電事情が大きく変化し、地熱発たが、同様に小型化に向かっているのが水力発電

電のように輸入に依存しないエネルギー源がこれです。小川や工場の排水路などに小型の水車式水までに無く注目を集めています。

力発電装置を設置して電気の地産地消を目指す動そのような中で東芝とオリックスが岐阜県で地きが活発です。その中で九州工業大学が開発した熱発電所を建設すると発表しました。効率の高い

超小型水力発電装置が静岡県富士宮市に設置され1/5

ヴォイニッチの科学書 Chapter-473ました。1.2 メートルの落差で 1.4 キロワットの出で赤外線を含む様々な太陽光に含まれるエネルギ力があります。この発電装置は落差わずか 50 セン

ーを電気に変換することができます。

チでも発電が可能ですので、農業用水路などに大東京大学では 2020 年までにエネルギー変換効率がかりな工事を行うこと無く設置が可能です。従がシリコン型の 2.5 倍に相当する効率 40 パーセン

来の水力発電はモーターと同じ一般的な発電機をトの量子ドット太陽電池の開発を目指しています。

水車を回す力で動かして発電していました。つま

理論上の最高変換効率は 75 パーセントと見積もらり、固定されたコイルの中で磁石が回転して発電れていますので、さらに変換効率の高い量子ドッしたのですが、新たに開発されたこの小型水力発ト太陽電池の実現も可能だと思われますが、量子電装置は従来固定されていたコイルを、水力で磁ドットの形成にレアメタルであるインジウムを使石とは逆方向に回転させる仕組みになっていて、うためコストが高いのが難点です。この点についコイルと磁石の相対速度が 2 倍になるためわずかてはレアメタルを使わない量子ドット太陽電池基な落差でも十分な出力を得ることができます。こ板の研究も進められていますが今のところレアメのような水力発電装置は世界で初めてです。

タルフリーの量子ドット太陽電池は量産化の目処が付いていません。
そして、水素と二酸化炭素から自動車の燃料用のメタンを合成するプラントを建設したのは自動車メーカーのアウディです。このプラントの特徴
はなんと言っても外部からエネルギーを投入すること無くメタンを作り出す現代の錬金術とも言える優れたプラントである点です。
つまり、風力発電によって水の電気分解を行って水素を発生させ、この水素に大気中の二酸化炭素を反応させてメタンガスを作ります。水素自体を燃料電池のエネルギー源として利用することも九州工業大学 HP より可能なのですが、二酸化炭素と反応させることによって自動車の二酸化炭素排出量を計算上削減す太陽電池も技術革新が進んでいます。太陽電池る効果があることがポイントです。の基板に量子ドットと呼ばれるナノメートルサイ水素を燃料とした燃料電池自動車は注目を集めズの半導体粒子を形成させ、その中に電子を閉じていますが、現状では水素供給のインフラと共に、込めることによって起きる量子効果という物理現

地球にはほとんど存在していない水素を作り出す

象を利用する量子ドット太陽電池の開発が進んでために多くの燃料が消費される点が問題となっています。太陽の光の中には様々な波長の光が含まいますが、アウディの試みはこの問題に一つの回れていますが、既存のシリコン型太陽電池は赤外を提示した物と言えます。

線を利用することができません。量子ドット太陽電池は量子ドットの大きさや構造を調整すること
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また経済産業省は、福島沖で出力 2000 キロワッ

沖縄農業研究センターは、共同でちゃんぽん麺にトの浮体式洋上風車の試験運転を開始し、浮体式適した小麦新品種「長崎 W２号」を開発しました。

洋上変電所の設置も進んでいます。

本事業は、再生可能エネルギーを復興の柱に据える福島県にとって復興・再生のシンボルとなる重要なものであり、陸上風力のポテンシャルが限

本品種は、現在栽培されている「ミナミノカオ定的である日本において再生可能エネルギーの導リ」と比較して、生産性では、背丈が低いことか入拡大を図る上で、極めて意義の高いものだといら倒伏しにくく収量が安定し、製粉・製麺性では、うことです。来年度には、出力 7000 キロワットの灰分が少ないことから、製粉歩留が高く、製麺す世界最大の浮体式洋上風力発電設備 2 基も設置さるとめんの食感が滑らかで、食味が優れる等の特れ、世界初の浮体式洋上ウィンドファームの実証徴があります。これまで、長崎ちゃんぽん麺に適事業として、浮体式洋上風力発電所の安全性・信した小麦は少なく、ほとんどが外国産に頼ってい頼性・経済性、漁業との共存、環境影響の軽減なました。

どの評価が行われる予定です。

ちょきりこきりヴォイニッチ
今日使える科学の小ネタ▼新しいちゃんぽんの歴史が始まります
長崎県農林技術開発センターと農研機構（独立行政法人 農業・食品産業技術総合研究機構）九州

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ヴォイニッチの科学書 Chapter-473▼探査機「メイブン」火星へ全体での成功率は 2/3 となっています。NASA も1993 年のマーズ・オブザーバーと 1999 年のマー

日本時間で 2013 年 11 月 19 日、重さ約 2.5t のズ・クライメイト・オービターを謎の通信途絶で火星探査機「メイブン」が米フロリダ州ケープ・失っています。

カナベラル空軍基地から打ち上げられました。メ
イブンは搭載機器の動作テストをしたり、最終的な軌道の計算をして飛行経路を調節しながら 6 億4000 万キロを旅して、火星に到着した後は火星の大気との摩擦を使って減速する大気制動で、2014年 9 月 22 日に火星周回軌道に投入される見込みです。

火星を周回する軌道は楕円形で火星に最も接近して 150 キロ上空、最も離れた時は 6000 キロの軌道となります。火星の上空から、また、1 年間に 5回の火星大気の採取と搭載した分析装置での分析を行い、太古の火星では生物が生きられるほど今より豊富だったとされる大気や水がいつどのように失われたかなどについて調査を行います。
火星探査機は NASA と ESA しか成功しておらず、日本、ロシア、イギリスはいずれも失敗しており、4/5

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The Scientists An Epic of Discovery

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いるはずだ、という考えも持つほどに現代科学的（テームズ・アンド・ハドソン社刊）思考の持ち主でしたが、一方では錬金術師でもあRobert Boyleりました。著書の中でもボイルの考え方と相容れロバート・ボイル

態度を取り、錬金術を解明することは世界の仕組ない科学者は低レベルな化学者だとして批判的なみを理解することにつながる偉大な科学であると考え公然と錬金術の研究を行ったり、考えを出版したりしていました。
若干、一途過ぎる考え方の持ち主ではあったものの、農業や産業の改善、海洋開発まで人の生活のあらゆる領域に科学的な知識の可能性があることを主張した点には激しく同意できます。その考父親が大伯爵で恵まれた環境に育ったボイルにとって実験は人生のすべてで、彼の人生は実験にえは健康維持に対しても向けられ、科学的根拠に乏しい当時の標準的な医療を批判しました。

支配されていたと言っても過言ではありません。

ただし、ボイルは神の全知と比べて人間の知性領地の豪邸に住み、ヨーロッパ各地を旅したり文には限界があるという考え方も併せ持ち、ボイル学作品を書いたりして特権階級の生活を満喫しての研究は有神論が原動力の一つであったことも否いたボイルは 23 歳頃に科学の可能性に気づき、人定できません。実は、ボイルが多数残した本の中生を科学に捧げることを決心しました。

で人気が高いのは科学的なものよりもむしろ信仰

ボイルの最も重要な実験は、1860 年前後に行っ的なものでした。自然を理解したいというボイル

た空気ポンプまたは真空チャンバを使用して、空の願いの基礎をなすのは、よりいっそう神を理解気の特徴と機能を確立した実験、つまり、現在私したいという思いでした。

たちがボイルの法則と呼んでいる温度が一定のと科学と神の存在は一見相容れないように思いまき、理想気体の体積は圧力に反比例する、言い換すが、世界が神という知的なデザイナーの管理なえると気体の体積と圧力の積は一定というあの法

しで物質のランダムな相互作用によって作られた則です。その後、気体に関する色や温度についてということは彼にとって信じがたいことであったの多くの研究成果を発表すると共に、多くの科学ことは重要です。

者が利用できる分析方法や実験手順を構築して発ボイルの晩年のことはよくわかっていません。

表しました。それは、当時の研究者としては珍し体が弱かったので科学からは自然と遠ざかり、伯く、実験系を精密に制御し、その結果を詳細に記

爵家でしたので生活の心配も無く、穏やかな晩年録するという実験方法をとっていたからです。現を過ごしたものとおもわれます。

在も使われている「analysis」という分析を意味する言葉はボイルが考え出した言葉です。
ボイルはそのように実験と観察によって気体の性質を正確に解析したり、物質を構成する微粒子には力学とは対照をなす化学的な性質が備わって5/5