【中高生向け】クリーンな炭化水素? For high school student: Clean hydrocarbon?

触媒を用いた化石燃料や植物油からのクリーン炭化水素の製造

(文責:学部生 SY)

化石燃料って?

高校生: 「最近、両親が車を買い替えました。そのときに、車を走らせるための燃料であるガソリンはハイオクとレギュラーでも違うしもっと大きくいえば国ごとでも質が微妙に違うと聞きました。ガソリンが化石燃料である ことは分かるのですが、その他にももっと細かい違いやどうやって作られているのか分かりますか? 教えてください。」

ケミカル・エンジニアCE: 「はい。ガソリンは代表的な化石燃料の一つです。このガソリンは原油から生成された物をいいます。原油からはいろいろな種類の燃料を取り出すことが出来ます。ではもっと詳しく原油から出来る燃料と化石燃料の高度化について解説してみましょう」

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図1  原油の様子

原油から出来る様々な燃料とは?

そもそも原油と聞いて、良く原油高等という言葉は聞いても、どんな物かはイメージしづらいかもしれません。まず、原油がどんな物か見てみましょう(図1)

高校生: あれ…ガソリンは透明なのに、原油は真っ黒!

CE: それもそのはず。原油はLPガス、ガソリン、ナフサ、灯油、軽油、重油などの留分を含む、炭化水素の混合物でだからです。聞きなじみの無い燃料もあるかもしれませんが、軽油はガソリンスタンドで、灯油は石油ストーブ等に使う燃料で聞いたことや見たことはあると思います。

この真っ黒な原油に“蒸留”という操作を加えることで、細かく種類を分けることが出来ます。この蒸留操作は沸点の違いを利用して混合物を分離させる方法です。つまり、この原油に含まれているいろいろな種類の炭化水素は全て沸点が違うため、分けることが出来るということですね。どのくらい沸点が違うのか見てみると…

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図2 各燃料の比較 (引用:oil-info.ieej.or.jp)

この図2を見ると、ガソリンは35~180℃で沸騰し、分離できることが分かります。原油から出来た各燃料は車だけではなく、飛行機や船、化学製品に使われています。さらにガソリンは化石燃料はやはり現代の我々の生活に欠かせない物ですね。

また、レギュラーガソリンとハイオクガソリンの違いはノッキングと呼ばれる車のエンジンから音が出る(ひどいとエンジンが壊れる)ことを防ぐための成分であるオクタン価の数値で種類分けした物です。もっと簡単にいうと、ハイオクの方が引火点が高く燃えやすい特徴があります。

高校生: 「原油からいろいろな燃料が作られることは知っていましたが、ここまで細かく分かれていることは知りませんでした。でも、この化石燃料って地球温暖化や環境破壊の原因の1つですよね?ガソリンよりも環境に優しいエネルギーやこれらの燃料をより環境に優しくする方法はあるのですか?」

CE: 「化学システム工学科では、エネルギーの高度化利用や超クリーンエネルギーなど環境に配慮したエネルギーの研究をしています。これらの研究について詳しく説明していきましょう。」

エネルギーの高度化と超クリーンエネルギー製造

エネルギーの高度化は国も予算を投じている分野の1つです。そして超クリーンエネルギーにはいろいろな種類がありますが、本学科ではクリーンな炭化水素についての研究を行っています。


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