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ひらめき☆ときめき サイエンス

プログラムの実施の様子
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プログラムの実施の様子

山形大学

明日のエネルギーを生む新しい太陽電池
- 化学反応とエネルギーを理解する -

整理番号 HT208

実施担当代表者

栗山 恭直(くりやま やすなお)

理学部物質生命化学科・助教授

開催日

平成18年 10月 22日(日)

開催会場

山形大学理学部

住所:山形市小白川町1-4-12

関連URL

 http://www-sci.yamagata-u.ac.jp/~scita/hirameki/hiramekiTop.html 

実施の様子

講義1 映画にみる未来社会のエネルギー論 人文学部教授 中村三春
 映画技術の発展と科学の発展の関係についての話は、蒸気機関から電気エネルギーと変化してきたが現代社会はいまだに電気エネルギーから発展していないことを説明しました。映画における近未来は環境破壊・テクノストレス・エネルギー危機と警鐘的な内容のものがほとんどであり、科学に対して厳しいものであり、黙示録以降と言うポスト・アポカリウスという言葉がキーワードになることをたくさんの映画で紹介しました。

講義2 化学反応はエネルギー 理学部助教授 栗山恭直
 化学反応とエネルギーの関係を簡単な実験をもとに説明しました。特に光の関わる身の回りのものに関して実際にブラックライトを使って体験した。光エネルギーを吸収した分子が、発光したり、構造を変える変化がおきることにより色が変わったり(ホトクロミズム)、異なる分子に変化すること(感光紙)の実験をおこないました。光エネルギーを吸収した分子は励起状態の分子だが、化学反応によっても生成することが可能で、生物発光(光るきのこの映像)、化学発光(ルミノール発光・ケミカルライト)の実験を行いました。身の回りに光が関わるさまざまなものがあり、その原理を紹介しました。

ランチョンセミナー 近未来のエネルギー紹介
 昼食をとりながら近未来のエネルギーとしてのメタンハイドレード・バイオマスエネルギー・太陽光発電・色素増感太陽電池の映像を見ました。使用した映像はサイエンスチャンネルからエネルギー関係の番組と太陽光発電にかんするテレビ番組、色素増感太陽電池のニュース番組等。メタンハイドレードの燃焼する画面・フィンランドにおけるメタンガスを使った循環型のエネルギー都市、太陽光発電の問題点と未来、色素増感太陽電池の最前線を紹介しました。

講義3 色素増感太陽電池の作成と評価 理学部助教授 鵜浦啓・栗山恭直
 色素増感太陽電池の製作を行いました。この電池は酸化チタンの膜に色素を吸着させます。今回科研費の特定領域で同じ班の横浜桐蔭大学宮坂先生の成果を使用しました。一般的には、酸化チタン膜はコロイド溶液を導電性ガラス基板に塗布し、400度で加熱するが、今回は、研究成果のナノ粒子コロイドを使用し室温で膜ができるメリットがあります。そこでガラスの代わりに導電性プラスチックを用いました。反対側の対極も当初プラスチックを使用する予定だったが、簡単にしかも誰でも発電できるようにステンレス板に変更しました。ほとんどの人がソーラーモーターを回すことができました。数人のグループに分かれ、電子メロディーやLEDを動作させるために直列や並列につないでいました。その中で、電流と電圧について考えてもらいました。電解質としてヨウ素溶液を使うが、自分たちで量を変えたりして発電の変化を記録しました。対極に鉛筆で炭素のつけるのだが、鉛筆の硬さによる発電の違いはないのかなどその場で質問があり積極的に取り組む姿勢がみられました。 終了後、今回の講座についてレポートを作成し送付してくれた生徒さんもいました。


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