温室効果ガスを削減する研究／日本大学【スタディサプリ進路】

温室効果ガスを削減する研究

精密機械工学科　教授　田中勝之

　温室効果ガスといえば二酸化炭素が挙げられますが、実はエアコンや冷凍冷蔵庫で使われているガスが二酸化炭素よりも1000倍の温室効果があることはご存知でしょうか？エアコンや冷凍冷蔵庫のガスは一昔前、フロンと呼ばれるオゾン層を破壊する物質を使用しておりましたが、現在ではオゾン層を破壊しない代替フロンというものが使用されています。ところが、この代替フロンは温室効果が高かったのです。そこでこれからは、オゾン層も破壊せず、温室効果も低い物質に替えることが必要になってきているのです。もし替えることが出来なければ．．．エアコンが無い生活を送れますか？冷凍冷蔵庫が無いと新鮮な食料が得られませんよ！！
　では次世代のエアコンや冷凍冷蔵庫のガスとしてどのような物質が候補であるかというと、オゾン層を破壊しないように塩素を含まず、温室効果が低くなるように大気寿命が少ない炭素間の二重結合をもち、さらに毒性や可燃性の低いフッ素化合物がいくつか挙げられています。この候補物質をエアコンや冷凍冷蔵庫のガスとして用いるには、その熱力学性質が必要になります。熱力学性質は、ガスがエアコンや冷凍冷蔵庫の中で物を冷やし続けるために気体になったり、液体になったりするときにガスの温度や圧力が変わるので、密度が変わり、どれくらいの熱が移動し、冷やすためにどれくらいの電力が必要かを表すガスの特徴で、物質によって異なります。この熱力学性質は、物質の温度や圧力によって変わり、特に圧力が高いときのデータは少ないのが普通です。
　本研究室では、温室効果の低い次世代のエアコンや冷凍冷蔵庫のガスの候補物質について、圧力が高い状態でも熱力学性質を測定可能とする実験装置を開発し、データを取得しています。実験装置の開発によって、精密機械工学で学ぶ機械工学と電気・電子工学の知識を生かして部品とシステムの設計から製作、組み立て、計測機器の選定、精密測定、データ解析まで一連の技術を身に着けることができます。この自ら開発した世の中に一つしかない実験装置で得たデータは、世界初になることもあります。本研究室で開発した装置は、代表的な熱力学性質のうち、臨界点、蒸気圧、密度、比熱など様々な種類で、なおかつ、測定可能な温度範囲や圧力範囲、または精度によって複数の装置を開発し、測定してきました。本研究室だけでなく、国内外の他大学、研究機関と協力して得た膨大なデータにより次世代のエアコンや冷凍冷蔵庫のガスとして最適な物質が選ばれようとしています。是非、みなさんも本研究室の一員になってデータを取得し、温室効果ガスを削減した地球にやさしいエアコン・冷凍冷蔵庫を作りませんか？