持続可能な社会へ　脱炭素を実現する「システム」とは？

二酸化炭素の発生を抑える「システム」

地球温暖化などの環境問題を解決するには、温室効果ガスである二酸化炭素の発生を抑えられるエネルギー供給システムが不可欠です。現在普及が進んでいる風力発電や太陽光発電は、化石燃料による発電に比べて二酸化炭素の発生を抑えられる一方で、発電量が天候に左右されるという課題があります。安定したエネルギー供給を行うためには、余ったエネルギーを電池や水素変換により蓄え、社会全体でうまく利用する大きなシステムとして考える必要があります。

新たなエネルギー供給方法

エネルギーを蓄えるという点では、燃料電池の研究や、レドックスフロー電池・リチウム空気電池という次世代型の蓄電方法の研究も行われています。
燃料電池は多様なエネルギー源から生成した水素をつかって発電することができます。レドックスフロー電池は硫酸バナジウム水溶液などを電解液として用います。リチウム空気電池は空気中の酸素を活用した蓄電方法です。これらを使うことで、現在の化石燃料を中心とした発電システムと比べて、環境への負荷が減るシステムが期待できます。このような新しい技術によって、エネルギーの選択肢が広がり、脱炭素社会の実現の可能性が高まるでしょう。

エネルギーの利用法を開発

ほかにも、「リチウムを用いたエネルギー貯蔵・水素供給」や「再生可能エネルギーを効率的に利用するシステム」も研究されています。リチウムでエネルギーを蓄えて水素供給を行い、走行時に水しか排出しない燃料電池車（FCV）などでの利用が可能です。変動するエネルギーをうまく供給する全体システムとともに、利用する側もクリーンなエネルギーを楽しんで活用するという視点が重要です。
このように、エネルギーを「つくる」「ためる」「使う」方法まで含めた研究により、脱炭素社会の実現に向けた選択肢は大きく広がります。そして、技術だけでそれをめざすのではなく、私たちの生活のあり方も「エネルギーは、あるときに使う」といった発想の転換が必要になってきます。

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先生情報 / 大学情報

北海道大学工学研究院教授田部豊先生

研究室

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熱工学、伝熱工学、エネルギー工学

メッセージ

自分のやりたいことを一生懸命に楽しんでください。本当の意味で「楽しむ」とは難しい問題で、何をしたいか、何をすべきかの答えでもあります。答えは自分にしかわからず、また絶対的な答えはなく変化し続けるものです。理工学系の学びは「バランスがとれる」ことが強みです。それは、システム全体、人間関係や合意形成といった要素にもつながっていきます。学ぶことの無限の可能性を認識し、深く考え続けることを楽しんでください。私の研究室では、こうした考え方を研究の中で実践しています。

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北海道大学は、学士号を授与する日本最初の大学である札幌農学校として1876年に創設されました。初代教頭のクラーク博士が札幌を去る際に学生に残した、「Boys, be ambitious！」は、日本の若者によく知られた言葉で本学のモットーでもあります。また、140余年の歴史の中で教育研究の理念として、「フロンティア精神」、「国際性の涵養」、「全人教育」、「実学の重視」を掲げ、現在、国際的な教育研究の拠点を目指して教職員・学生が一丸となって努力しています。