授業レポート

朝倉清高先生 札幌北高校出張講義

2016年11月8日(火) 15:50~17:20

「触媒とは何か?-人類の持続的反転を陰で支えるキーテクノロジー」と題して講義がありました。北高の生徒さん13名が参加しました。身の周りには触媒で作られたものがたくさんある、1970年には光化学スモッグがあった、自動車の排気ガスが原因だった、高温では窒素酸化物ができる、これが光と反応して有害な物質となる、ここでNOを分解する触媒が開発され空気がきれいになったという説明がありました。触媒とは、水は温度が高いと水素と酸素に分かれる、水素と酸素が貯まって火花によって爆発が起こる、白金などの触媒は反応をゆっくり進める役割があるという説明がありました。
 以前、Bowker先生の講演があったということで、そのビデオを見ました。DAVY LAMPの実験を行ったている映像です。火が出ないランプを作ろうということで、このとき触媒を使い、白金の網の目が暗くなり明るくなりました。火を出すことなく緩やかに燃えて光と熱を発生することができる、これが触媒がやっていることで、この白金が行っている触媒反応の説明がありました。次に化学平衡の説明がありました、触媒があった方が化学反応の速度を加速することができ、触媒があると活性化エネルギーが小さくてすむ働きがあるということで、いろいろな触媒の紹介がありました。触媒のゼオライトの説明では、穴だらけの物質なので表面積が大きい、石油からガソリンを作るときに使う、例えばエチレンからポリエチレンを作る重合触媒などがあるという説明があり、光を吸収して触媒になる光触媒の説明がありました。
 また光を使って水を分解することができる、燃料電池自動車の燃料を作ることができるという話があり、阿部竜先生のビデオを見ました。水素と酸素を電気に変えることができ、このときも触媒を使います。次に不均一触媒、均一触媒の説明がありました。鈴木章先生の開発した触媒の説明です。任意の炭素と炭素の結合を作るということです。次に触媒が実際にどう動いているのか、白金表面を観察する顕微鏡の説明があり、触媒表面の反応を映像で見ました。表面が変わっていくことが分かります、STM顕微鏡では原子を見ることができます。針で原子の表面をなぞるという原理です。白金上でメタノール分子が動く映像を見ました。
 最後に電子顕微鏡の話です。凹レンズを電子レンズで作ることができるようになり技術が発展した、Haiderという人が球面収差をなくした電子顕微鏡を作ったという説明がありました。最後に触媒科学研究所の紹介をして今日の講義は終わりました。  生徒さんからの質問ですが、触媒はどのように見つけるのか、どうして光を当てることで水から酸素や水素などができるのか、電子が光エネルギーを吸収するというのはどういうことか、など多くの質問が出ていました。




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