2011 Fiscal Year Annual Research Report
多糖類ゲルを化学反応リアクタとして活用した新規化学実験教材の開発
| Project/Area Number |
21650215
|
|---|
| Research Institution | Tsukuba Gakuin University |
|---|
Principal Investigator |
高藤 清美 筑波学院大学, 経営情報学部, 教授 (00279556)
|
|---|
| Keywords | 科学教育 / 化学実験教材 / 化学反応リアクタ / 分析デバイス / 多糖類ゲル / 結晶成長 / 化学電池 / バイオ光化学電池 |
|---|
| Research Abstract |
本研究では、水を多量に含む多糖類ゲルの液相の特性に着目し、ゲル中の液相が形成するドメインを化学リアクタとして利用した新規化学実験教材を開発することを目的とする。
平成23年度は、前年度から引き続き、化学分野および環境分野の教材の開発を目的として、バイオ光化学電池に着目し、化学実験教材の開発研究に取り組んだ。
バイオ光化学電池はバイオマスと光を組み合わせることで、これらの持つエネルギーを電気エネルギーとして取り出すことのできる新しいタイプの光化学電池である。使用できるバイオマスは多岐に渡り、雑排水のような状態のものからでも電気エネルギーを取り出すことができる。バイオ光化学電池を教材として用いることで、自然環境および社会環境中に賦在する資源について、またそれらからのエネルギーの獲得方法等について、幅広く学習することが可能と考えられる。バイオ光化学電池は様々なバイオマスを使用することが可能であるため、それぞれの結果を定量的に比較することで、資源・エネルギーに対する考え方を深めることができると期待できる。本研究では、教室での定量的な実験のために必要となる、光源の検討、出力電力の評価方法の検討等をおこなった。光源としては、近年開発が進んでいる紫外線発光ダイオードを数種類選択し、効果を検討した。また簡便に使用できる光量測定方法を提案した。また、光電池の発電効率を定量的に求めるには電流電圧特性を元に算出する方法を用いるが、測定装置の準備や専門的な技術が必要とされる。この方法を学校の授業の中で使用することは困難である。そこで、簡易的な手法ながらほぼ定量的な比較が可能である方法を提案した。
|
