「物質化学」でエネルギーと資源を手に入れる

スクラップ鉄で水素を発生させる

近年、燃料電池自動車や家庭用燃料電池といった言葉を耳にするようになりました。燃料電池とは、水素と酸素を化学反応させて電気を作り出す電池で、エネルギー効率が高く、環境に優しい次世代の電源として注目を集めています。
燃料電池に使う水素は、自然界にはそのままの形ではほとんど存在しないため、化学的に作り出す必要があります。例えば、金属に酸(H+)をかけると、水素ガスを発生させることができます。この反応では金属のもっているエネルギーを、燃料として使い勝手のよい水素に移し替えたことになります。このように、化学反応を使うと物質を変化させるだけでなく、物質にエネルギーを蓄えたり、逆にエネルギーを取り出したりすることができます。
最近は、高度成長期に造られた建造物が建て替えの時期を迎えており、そうしたものから大量の鉄のスクラップが排出されています。これらの多くは、もう一度鉄にリサイクルされますが、中にはリサイクルできないものもあるため、こうしたクズ鉄を利用して水素を製造できれば、廃棄物の有効活用にもなるのです。

炭素資源としてCO₂も活用

二酸化炭素（CO₂）は、地球温暖化の原因物質として、排出量の削減が社会的な課題となっていますが、その化学的性質を生かした活用が可能です。CO₂を炭酸水にしてスクラップ鉄と反応させると、水素を効率的に生成できます。さらに、回収したCO₂を還元して有機物に変換する道筋も開けます。つまり、CO₂を化学変化させて、枯渇が懸念される化石資源に代わる炭素資源としてよみがえらせることが期待できるのです。

物質化学で社会の問題を解決

物質のなりたちや化学反応の仕組みを解き明かす「物質化学」に取り組めば、物質を上手に使う方法が見えてきます。化学反応によって、新しい物質を作り出したり、不要な物質を有効活用したりすることができ、さらにエネルギーを取り出すこともできるのです。つまり、物質化学を学ぶことは、社会が抱える課題の解決方法を学ぶことにもつながるのです。

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先生情報 / 大学情報

東京都市大学理工学部応用化学科准教授江場宏美先生

興味が湧いてきたら、この学問がオススメ！

物質化学

メッセージ

「化ける学問」と書いて化学と読みます。私たち化学者は、世の中にある物質をいろいろな形に化けさせることができます。つまり、化学反応を上手に使えば、新しい価値のある物質を作り出すことができるのです。では、物質がどんなふうに化けたかを調べるには、どうすればいいでしょう？　ひとつの方法は、物質にエックス線を当てることです。そうすることで、原子の並び方や酸化数など、物質の状態を知ることができるのです。あなたも私たちと一緒に物質の世界をのぞいて、新しい物質を作り出す化学の研究をしてみませんか？

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東京都市大学は２００９年４月に武蔵工業大学からへ校名を変更。新たに文系２学部、理系２学部、文理複合系１学部を擁する総合大学として発足しました。前身の武蔵工業大学は８０年の歴史を持ち多くの卒業生を輩出、日本の産業発展に貢献して来ました。９７年には文系・理系複合の環境情報学部、０９年には文系の都市生活学部と人間科学部を設立し、工学部から分かれた知識工学部を加えて学問の分野が大きく広がっています。８０年の歴史を携え、キラリと光る特徴をもち存在感のある大学を目指す東京都市大学は、常に進化を続けています。