2010-05-29

マグネシウムは時代のエネルギーになり得るか?第2回~エネルギーとは?~

『マグネシウムは時代のエネルギーになり得るか?~はじめに~』に続いて、『マグネシウムは時代のエネルギーになり得るか?』の第2回目です。

第1回目『~はじめに~』の

1 マグネシウムエネルギーとは
マグネシウムエネルギーの仕組みを概観し、これまでの化石燃料や、原子力、太陽光発電、燃料電池など、他のエネルギーと比較して何が違うのか、その特徴と可能性について記事にしたいと思います。そもそもエネルギーとは何ぞや、というのも気になりますね。

再生可能エネルギー
(Renewable Energy)
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こちらよりお借りしました。

を受けて、マグネシウムエネルギーの仕組みに入ってみたいと考えていましたが…

その前に、『エネルギーとは何なのか』という、基礎的な問題を考えてみたいと思います。

巷では新エネルギーや再生可能可能エネルギーなど、エネルギーという言葉が先行しているように思えますが、「エネルギーってなにか?」と問われた場合に皆さんはどうでしょうか

私もそうですが、明確に答えられません…。
そこで、皆さんといっしょに『エネルギーとは何なのか』について考えてみたいと思います。

では、本題に行く前に
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【エネルギーとは】
エネルギーとは、外部に対して行うことができる仕事量、つまり、「仕事ができる能力」のことです。また、広辞苑によると「物理学的仕事をなし得る諸量の総称」と書かれています。

「諸量」、つまり一種類だけでなく何種類もあり、その形態としては化学エネルギー・力学的エネルギー(運動エネルギーと位置エネルギー)・電気エネルギー・熱エネルギー・原子核エネルギー・光エネルギー(電磁気作用⇒電磁波)などがあります。そして、重要なのはこれらのエネルギーは変換可能であるということです。

現在の世界のエネルギー消費量が最も多いのは化石燃料(主に石油・石炭・天然ガス)ですが、これらも化学エネルギーを電気エネルギーや熱エネルギー、力学的エネルギーに変換して利用しています。

【エネルギーの保存】
物体はエネルギーが与えられない限り勝手に動き始めることが出来ません。物体は与えられたエネルギーの分しか運動できないのです。そして、そのエネルギーは他から他へ移動することがあっても無くなることはありません。いつまでも一定になっているのです。
これがエネルギー保存の法則です。学校でも習ったように、高いところからものが落ちるとき、位置エネルギーが減少する代わりに運動エネルギーが増加して、全体としてはエネルギーの量は変わらない、ということです。

たとえば、石油を燃やして電気をつくる火力発電では、石油の分子の中に蓄えられている化学エネルギー(原子間の結合エネルギー;原子をつなぐ”バネ”に蓄えられているエネルギー)が熱エネルギー(原子や分子が振動するエネルギー≒運動エネルギー)に変わり、そこから水を沸騰させて膨張させ、蒸気の勢い(運動エネルギー)で発電機を回して電気エネルギーをつくっていますが、この過程で、最初の化学エネルギーの量と最後にできる電気エネルギーの量は等しくありません。
それはエネルギーが形を変えるたびに一部が熱として逃げてしまうからです。しかし、途中で発生する熱エネルギーまで含めて考えれば、エネルギーの合計は一定になっています。

※図をクリックすると拡大します。
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こちらよりお借りしました。

つまり、あらゆる物理変化、化学変化において、これらのエネルギーの総和が保存されることを広義のエネルギー保存の法則と言います。

上記より、エネルギーの特性として以下のようなことが言えます。

 ・ エネルギーは変換可能である
 ・ エネルギーは変換されても絶対量は保存される
 ・ エネルギーが変換される際には熱エネルギーが発生する

したがって、最初のエネルギー(一次エネルギー)から実際に使用するエネルギー(二次エネルギー)に変換される際に発生する熱エネルギー(廃熱)を少なくすれば、エネルギーの変換効率が良くなりますし、逆の発想で廃熱を利用する開発も進みつつあります。

また、このエネルギーを作り出す元となる資源を、エネルギー資源と言います。石油、石炭、天然ガス、ウランや、そして自然エネルギーとして利用することができる水力、風力、太陽光、地熱のことです。
そして現在、日本ではこの自然エネルギー以外のエネルギー資源を輸入に頼っています。

今回、本テーマで扱うマグネシウムエネルギーが注目を集めているのは、資源であるマグネシウムは海中に大量にあること、そして、マグネシウムそのものが燃焼するのではなく、マグネシウム化合物の化学反応によってエネルギーを取り出すため、マグネシウムが循環する点です。
つまり、輸入に頼らないエネルギー資源を確保できるという事です。

では、どのようにしてマグネシウムからエネルギーを取り出すのでしょうか?
次回はこのあたりから追求してみたいと思います。

By 村田 頼哉

List    投稿者 yoriya | 2010-05-29 | Posted in E06.マグネシウムエネルギー6 Comments » 

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コメント6件

 通りすがり | 2011.04.13 10:24

『原発は必要か否か』シリーズお疲れ様でした。興味深く拝見させていただいてます。
見やすくまとめてくださってありがとうございます。
今後も予断を許さない状況ですが、みんなで突破できるよう考えていきたいですね。

 雑草Z | 2011.04.14 21:24

 福島原発事故が起こってから、原発そのものや今回の事故について、体系立ててこれだけの記事を毎日アップされたのはお見事です。 はじめに記事を分担してグループ毎にテーマを決めて記事を書かれたのかと思いますが、全体としてしっかりした流れと一貫性があって脱帽です。
 今回のまとめの記事を読んで、まだ読んでいない記事の中でも興味深い記事を発見しましたので、早速読ませて戴きました。
 今回の記事は、本にして、多くの日本国民に読んで欲しいと感じます。これをしっかり読めば、いかに原発が酷いものであるかがわかり、世論も全廃論に傾くでしょう。
 私もかなり以前から原発に関しては色々調べていて原発撤廃論者ですが、ここの記事を読んで、定量的な事などで知らなかった事を沢山知る事が出来ました。有難う御座います。活用させて戴きます。
 今回の酷い事故を無駄にしない為にも、お互い原発撤廃に向けて頑張りましょう。
 

 斉藤琢磨 | 2011.04.14 23:19

福島県、及び隣県を放射物質で汚すつもりなのですか。

 kirin | 2011.04.16 23:00

通りすがり さん、コメントありがとうございます。
>今後も予断を許さない状況ですが、みんなで突破できるよう考えていきたいですね。>
はい。みんなで考えれば、必ず可能性が見つけられます。
一緒に考えていきましょう。

 kirin | 2011.04.16 23:08

雑草Z さん、いつもコメントありがとうございます。
>今回の記事は、本にして、多くの日本国民に読んで欲しいと感じます。これをしっかり読めば、いかに原発が酷いものであるかがわかり、世論も全廃論に傾くでしょう。>
そういってもらえて嬉しいです。ありがとうございます。
>今回の酷い事故を無駄にしない為にも、お互い原発撤廃に向けて頑張りましょう。>
はい。私どもの「雑草の言葉」ブログを参考にさせていただいています。
自然の摂理に反する原発は、どう考えても撤廃していかなければなりません。
これからも、お互いに頑張りましょう。

 kirin | 2011.04.16 23:13

斉藤琢磨 さん、コメントありがとうございます。
福島県と隣県の放射能汚染から守る為にも、これ以上汚染が広がらないようにし、どうすれば徐染できるのか、一緒に考えていきましょう。

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