2014年1月8日水曜日

Brainstorming

Brainstorming
http://en.wikipedia.org/wiki/Brainstorming

Brainstorming is a group or individual creativity technique by which efforts are made to find a conclusion for a specific problem by gathering a list of ideas spontaneously contributed by its member(s). The term was popularized by Alex Faickney Osborn in the 1953 book Applied Imagination. Osborn claimed that brainstorming was more effective than individuals working alone in generating ideas, although more recent research has questioned this conclusion.[1] Today, the term is used as a catch all for all group ideation sessions.

Origin
Advertising executive Alex F. Osborn began developing methods for creative problem solving in 1939. He was frustrated by employees’ inability to develop creative ideas individually for ad campaigns. In response, he began hosting group-thinking sessions and discovered a significant improvement in the quality and quantity of ideas produced by employees. Osborn outlined the method in his 1948 book 'Your Creative Power' on chapter 33, “How to Organize a Squad to Create Ideas.”[2]

Osborn's method



Osborn claimed that two principles contribute to "ideative efficacy," these being :
1.Defer judgment,
2.Reach for quantity.[3]

Following these two principles were his four general rules of brainstorming, established with intention to :
reduce social inhibitions among group members,
stimulate idea generation
increase overall creativity of the group.
1.Focus on quantity: This rule is a means of enhancing divergent production, aiming to facilitate problem solving through the maxim quantity breeds quality. The assumption is that the greater the number of ideas generated, the greater the chance of producing a radical and effective solution.
2.Withhold criticism: In brainstorming, criticism of ideas generated should be put 'on hold'. Instead, participants should focus on extending or adding to ideas, reserving criticism for a later 'critical stage' of the process. By suspending judgment, participants will feel free to generate unusual ideas.
3.Welcome unusual ideas: To get a good and long list of ideas, unusual ideas are welcomed. They can be generated by looking from new perspectives and suspending assumptions. These new ways of thinking may provide better solutions.
4.Combine and improve ideas: Good ideas may be combined to form a single better good idea, as suggested by the slogan "1+1=3". It is believed to stimulate the building of ideas by a process of association.[3]

Applications
Osborn notes that brainstorming should address a specific question; he held that sessions addressing multiple questions were inefficient.
Further, the problem must require the generation of ideas rather than judgment; he uses examples such as generating possible names for a product as proper brainstorming material, whereas analytical judgments such as whether or not to marry do not have any need for brainstorming.[3]

Brainstorming groups
Osborn envisioned groups of around 12 participants, including both experts and novices. Participants are encouraged to provide wild and unexpected answers. Ideas receive no criticism or discussion. The group simply provides ideas that might lead to a solution and apply no analytical judgement as to the feasibility. The judgements are reserved for a later date.[3]

Variations
Nominal group technique
Main article: nominal group technique

Participants are asked to write their ideas anonymously. Then the facilitator collects the ideas and the group votes on each idea. The vote can be as simple as a show of hands in favor of a given idea. This process is called distillation.
After distillation, the top ranked ideas may be sent back to the group or to subgroups for further brainstorming. For example, one group may work on the color required in a product. Another group may work on the size, and so forth. Each group will come back to the whole group for ranking the listed ideas. Sometimes ideas that were previously dropped may be brought forward again once the group has re-evaluated the ideas.
It is important that the facilitator be trained in this process before attempting to facilitate this technique. The group should be primed and encouraged to embrace the process. Like all team efforts, it may take a few practice sessions to train the team in the method before tackling the important ideas.
 
Group passing technique
Each person in a circular group writes down one idea, and then passes the piece of paper to the next person, who adds some thoughts. This continues until everybody gets his or her original piece of paper back. By this time, it is likely that the group will have extensively elaborated on each idea.
The group may also create an "idea book" and post a distribution list or routing slip to the front of the book. On the first page is a description of the problem. The first person to receive the book lists his or her ideas and then routes the book to the next person on the distribution list. The second person can log new ideas or add to the ideas of the previous person. This continues until the distribution list is exhausted. A follow-up "read out" meeting is then held to discuss the ideas logged in the book. This technique takes longer, but it allows individuals time to think deeply about the problem.

Team idea mapping method
This method of brainstorming works by the method of association. It may improve collaboration and increase the quantity of ideas, and is designed so that all attendees participate and no ideas are rejected.
The process begins with a well-defined topic. Each participant brainstorms individually, then all the ideas are merged onto one large idea map. During this consolidation phase, participants may discover a common understanding of the issues as they share the meanings behind their ideas. During this sharing, new ideas may arise by the association, and they are added to the map as well. Once all the ideas are captured, the group can prioritize and/or take action.[4]

Electronic brainstorming




Directed brainstorming
Directed brainstorming is a variation of electronic brainstorming (described above). It can be done manually or with computers. Directed brainstorming works when the solution space (that is, the set of criteria for evaluating a good idea) is known prior to the session. If known, those criteria can be used to constrain the Ideation process intentionally.
In directed brainstorming, each participant is given one sheet of paper (or electronic form) and told the brainstorming question. They are asked to produce one response and stop, then all of the papers (or forms) are randomly swapped among the participants. The participants are asked to look at the idea they received and to create a new idea that improves on that idea based on the initial criteria. The forms are then swapped again and respondents are asked to improve upon the ideas, and the process is repeated for three or more rounds.
In the laboratory, directed brainstorming has been found to almost triple the productivity of groups over electronic brainstorming.[7]

Guided brainstorming
A guided brainstorming session is time set aside to brainstorm either individually or as a collective group about a particular subject under the constraints of perspective and time. This type of brainstorming removes all cause for conflict and constrains conversations while stimulating critical and creative thinking in an engaging, balanced environment.
Participants are asked to adopt different mindsets for pre-defined period of time while contributing their ideas to a central mind map drawn by a pre-appointed scribe. Having examined a multi-perspective point of view, participants seemingly see the simple solutions that collectively create greater growth. Action is assigned individually.
Following a guided brainstorming session participants emerge with ideas ranked for further brainstorming, research and questions remaining unanswered and a prioritized, assigned, actionable list that leaves everyone with a clear understanding of what needs to happen next and the ability to visualize the combined future focus and greater goals of the group.

Individual brainstorming
"Individual brainstorming" is the use of brainstorming in solitary. It typically includes such techniques as free writing, free speaking, word association, and drawing a mind map, which is a visual note taking technique in which people diagram their thoughts. Individual brainstorming is a useful method in creative writing and has been shown to be superior to traditional group brainstorming.[8]
Research has shown individual brainstorming to be more effective in idea-generation than group brainstorming.[1]

Question brainstorming
This process involves brainstorming the questions, rather than trying to come up with immediate answers and short term solutions. Theoretically, this technique should not inhibit participation as there is no need to provide solutions. The answers to the questions form the framework for constructing future action plans. Once the list of questions is set, it may be necessary to prioritize them to reach to the best solution in an orderly way.[9]
"Questorming" is another term for this mode of inquiry.[10]

Incentives and brainstorming
Some research indicates that incentives can augment creative processes. Participants were divided into three conditions. In Condition I, a flat fee was paid to all participants. In the Condition II, participants were awarded points for every unique idea of their own, and subjects were paid for the points that they earned. In Condition III, subjects were paid based on the impact that their idea had on the group; this was measured by counting the number of group ideas derived from the specific subject's ideas. Condition III outperformed Condition II, and Condition II outperformed Condition I at a statistically significant level for most measures. The results demonstrated that participants were willing to work far longer to achieve unique results in the expectation of compensation.[11]

Criticism
Some research claims to refute Osborn's claim that group brainstorming could generate more ideas than individuals working alone.[1] Research from Michael Diehl and Wolfgang Stroebe demonstrated that groups brainstorming together produce fewer ideas than individuals working separately.[12] Their conclusions were based on a review of 22 other studies, 18 of which corroborated their findings.[1]
 
Sources of brainstorming inadequacy
Diehl and Stroebe identified three processes that derailed brainstorming efforts. These processes were free writing, evaluation apprehension, and blocking. Other processes, such as the social matching effect and the illusion of group productivity, can also undermine brainstorming efforts.
Free writing: Individuals may feel that their ideas are less valuable when combined with the ideas of the group at large. Indeed, Diehl and Stroebe demonstrated that even when individuals worked alone, they produced fewer ideas if told that their output would be judged in a group with others than if told that their output would be judged individually. However, experimentation revealed free writing as only a marginal contributor to productivity loss, and type of session (i.e., real vs. nominal group) contributed much more.[1]
Evaluation apprehension: Evaluation apprehension was determined to occur only in instances of personal evaluation. If the assumption of collective assessment were in place, real-time judgment of ideas, ostensibly an induction of evaluation apprehension, failed to induce significant variance.[1]
Blocking: Blocking describes the reality that only one person may gainfully voice his or her ideas in a group at any given time. Diehl and Stroebe examined the question of whether this effect could reduce idea-generation, as ideas suppressed long enough to listen to another group-member's ideas might be forgotten. Their research confirmed this hypothesis.[12]
Social matching effect: The social matching effect is the tendency for individuals in a group to match the level of productivity by others in the group. When one (or a few) group members feel that they are contributing more to the brainstorming process than others, they express a tendency to reduce their contributions to the group's lower standards,[13] as overcontribution is more effortful than undercontribution.
Illusion of group productivity: Members of groups often overestimate their productivity, a tendency known as the illusion of group productivity. As groups rarely have objective standards to determine how well they are performing, individual members can only guess at the group's effectiveness. Members of groups working on collective tasks are likely to feel that their group is more productive than most.[14] Further, individual members overestimate their own contributions to the group. In one research study, members who were asked to generate ideas in a brainstorming session were asked to estimate how many ideas they personally provided. Group members claimed to present 36% of the ideas on average, when they actually only contributed about 25% of the ideas.[15]
Diehl and Stroebe's sources of brainstorming inadequacy suggest that the act of listening to others might stifle creativity. On the other hand, the variations on brainstorming that produce the "social matching effect" would necessarily violate Osborn's principle of "focus on quantity" while those that produce "the free rider problem" and "evaluation apprehension" would necessarily violate "defer judgment." As such, Diehl and Stroebe's critiques, while valuable for identifying problem areas for potential have limited relevance to Brainstorming as popularized by Osborn, which required specific conditions at odds with Diehl and Strobe's test procedures.[16][17]


External links
Brainstorming Approach (University of North Carolina)


This page was last modified on 19 December 2013
 
 
 
 
 
 





Ocean Wave Havest Energy

Ocean Wave Havest Energy



公開日: 2013/08/03
Here is my school FYP project. I am using Faraday's law to generate electricity. Hopefully my prototype can work. Anyway thanks for viewing.

Anadarko: Ocean Current Power Generation

Anadarko: Ocean Current Power Generation



公開日: 2012/06/04
The Anadarko Ocean Current Power Generation prototype converts the flowing ocean water stream's kinetic energy into electrical energy. This renewable energy source technology is applicable wherever constant strong currents exist within close proximity to land and populations. Some of these areas include southeastern Florida, Caribbean Islands, Japan and South Africa. This continuous renewable energy source is designed to have virtually no environmental impacts. The propeller design minimizes the effects on the aquatic ecosystem with protective rings.

Anadarko has been actively researching and developing this renewable energy concept for the past four years. For this energy source technology, patents have been applied for and received in Europe, EuroAsia, the United States, Japan, Indonesia and South Africa. The 1/5th scale (8 ft.) demo featured in the video was successfully tested in the Gulf of Mexico in 2011. The test results and economic analysis indicate that the Ocean Current Power Generation concept is a competitive renewable energy source capable of providing commercially feasible power.

As shared at the 5th Annual Global Marine Renewable Energy Conference in Washington DC in April, 2012, Anadarko is currently seeking strategic partners willing to participate in funding and performing a full-scale demonstration, and the commercialization process of this renewable energy source.

________________________________________­_____________

This video caption contains forward-looking statements within the meaning of Section 27A of the Securities Act of 1933 and Section 21E of the Securities Exchange Act of 1934. Anadarko believes that its expectations are based on reasonable assumptions. No assurance, however, can be given that such expectations will prove to have been correct. A number of factors could cause actual results to differ materially from the projections, anticipated results or other expectations expressed in this video caption, including Anadarko's ability to successfully develop, secure necessary permits and approvals, fund and commercialize the renewable energy source concept. See "Risk Factors" in the company's 2011 Annual Report on Form 10-K, Quarterly Reports on Form 10-Q and other public filings and press releases. Anadarko undertakes no obligation to publicly update or revise any forward-looking statements.


 

Offshore wind turbine: Haliade 150 - 6 MW

Offshore wind turbine: Haliade 150 - 6 MW



アップロード日: 2011/11/03
Suitable for all offshore conditions, Alstom's offshore 6 MW direct drive wind turbine combines proven technology and innovation.
Building on the unique ALSTOM PURE TORQUE™ technology, it provides the high yield and uncompromising reliability that will lower the cost of offshore energy.
The prototype phase for the turbine has started and will run through 2011 and 2012, followed by a pre-series in 2013 and series production in 2014.
http://www.alstom.com/power/renewable...

Induction Motor How it works

Induction Motor How it works



アップロード日: 2011/11/06
Model available at:http://www.agmlabs.com
This is the basic principle of how induction motors work.
There is a lot more to say about motors, as starter winding with steady capacitor, multiple pole windings, three phases motor, etc etc, but the basic theory is this one !

Magnetism: Motors and Generators

Magnetism: Motors and Generators



アップロード日: 2010/01/15
Principles and applications of motors and generators, using 3d animations.

2014年1月7日火曜日

Blue Energy - Ocean Power (Piston Pump & Racks)

Blue Energy - Ocean Power (Piston Pump & Racks)



公開日: 2012/10/20
Blue Energy -- Ocean Power (Piston Pump & Racks)
Fluid Pumping Apparatuses Powered By Waves Or Flowing Currents

A new invention using "Double acting fluid piston pumps extracting energy from waves or flowing currents into electricity. A revolutionary fluid currents energy converter device by combining double acting fluid pumping apparatuses and moveable racks to convert Ocean waves or flowing currents into electricity.

The present invention provide double acting pump mechanisms when the piston reciprocates inside the piston chamber as the piston is driven by a float according to rising and falling waves.

Each pumping apparatus is driven by a float; the pumped fluid (water and/or air) is supplied to drive a fluid motor or a turbine, which in turn operates a generator to produce electric power.

International Patent Application No. PCT/SG2011/000232


http://www.lamtengchoy.com/main/?item-videolist

Unlimited Clean Energy with The Wavestar machine

Unlimited Clean Energy with The Wavestar machine



http://wavestarenergy.com/

View livedata from the machine



Wave Star is already feeding energy into the grid! See the live data to find out exactly how much, and to learn how the machine works.


 
Concept
Vision
Projects
Details
Rising to the Challenge

The concept was invented by sailing enthusiasts Niels and Keld Hansen in 2000. The challenge was to create a regular output of energy from ocean swells and waves that are 5-10 seconds apart. This was achieved with a row of half-submerged buoys, which rise and fall in turn as the wave passes, forming the iconic part of Wavestar’s design. This allows energy to be continually produced despite waves being periodic.
The machine’s unique storm protection system, one of the many patented aspects of the design, guarantees the machine’s sea survivability and represents a real milestone in the development of wave energy machines. Wave energy will play a crucial role in securing our energy future, but only machines that can withstand the strongest storms will survive.
Climate and environmental issues demand swift diversification to multiple renewable sources in order for us to fulfill our future energy needs. Wavestar will work in harmony with other clean energy methods to support the alternative energy movement and ensure a continuous supply of clean energy. Imagine what we can do together.


News

Wavestar moves to the next level

Within the next days the big Wavestar plant will be towed closer to the coast to be updated with new equipment that will make wave energy more competitive in the future. This big operation is done in order to expand the facility by a further two floats and to implement a new digital hydraulic system developed in collaboration with Aalborg University which will increase the efficiency considerably. And finally, the plant will later be moved to a new location with larger and more regular waves.

DONG Energy and Wavestar enter into collaboration on wave power

DONG Energy A/S and Wave Star A/S has entered into a research and development collaboration that is to explore the prospects of combining wind energy and wave power. Wavestar have developed a 0.6 MW wave machine that will form the basis for the two companies’ investigation of the prospects of combining these two energy sources.

Climate Minister Martin Lidegaard visit Wavestar

March 19, the Minister will learn more about wave energy. He will visit Wavestar and Aalborg University, which is our collaboration partner and a leader in research on wave energy.






Power calculations in waves and power production

 


The Wavestar Story

Sailing enthusiasts Niels and Keld Hansen came up with the concept behind Wavestar in 2000, but the idea originated when they were sailing near their parents’ summer house. They began to talk about how they could harness the powerful forces beneath them. The company purchased the rights to the machine in 2003 after seeing the huge commercial potential of wave energy. The Hansen Brothers remain as consultants at Wave Star while the Clausen brothers, the family behind Danfoss, are now the main shareholder.

1/40 scale

In 2004 extensive tank testing was performed on a scale 1:40 model with the sole purpose of optimising the basic configuration of the system and to document the electrical power production in typical North Sea waves. More than 1,300 different test runs were performed to optimise the concept and were used to document any technical questions about the concept as they arose from the testing.




1/10 scale

In 2005 the first grid connected scale 1:10 model was designed and built for operation in the sea at Nissum Bredning where the waves are approx. 1:10 of North Sea waves. It was designed as if it was a big scale machine in order to learn about the practical issues of operation in the sea. The system contained all the instrumentation and control systems necessary to work unattended round the clock.



Nissum Bredning installation at Helligsø Teglværk. (Can be seen from the air in Google Earth or Krak.)
After the final dry testing, the scale 1:10 model was installed on 6 April 2006 and put into round the clock operation on 24 July 2006. Since then it has logged more than 15,000 operational hours in the sea and been through 15 storms without any damage. By international standards, it is quite an achievement because nobody has test systems in the sea which just work, without major technical problems.



1/2 scale
The test section of the 600 kW machine has been installed at Hanstholm the 18 September 2009, the installation was performed in two days. A bridge was built to access the machine in autumn 2009 and the first guest could visit the plan during the COP15. The machine has been connected to the grid since February 2010.



Since May 2010 a monthly production report has been made and delivered to Energinet.dk. The reports show an increasing of energy harvested from the wave during the last production months:

Wave Star receives a payment from EnergiNet.dk every time the production is above the green curve. The green curve has been agreed with energiNet.dk based on estimated production figures from the beginning of the test.
The reports contains both wave information (wave height, period,..) and also information on wind (speed, direction…). EnergiNet.dk is studying the data to show a correlation between wind and wave. A report on that analyze should be available soon this year.

General consideration - Minimising scaling risks


Results for production results in different location are now predictable as it is based on our power matrix together with a scatter diagram for the chosen area:



The machine should be adaptable according to the sea condition and to the most efficient cost of energy. The scalability of the machine (floats from 5 to 10m in diameter) makes it very adjustable to sea condition.




Virtual Tour of the Wavestar machine  



アップロード日: 2011/03/31
Get a unique peek of the indside of the Wavestar machine and how it produces electricity from harnessing the energy of waves.

Wavestar has been dedicated to developing commercial wave energy technology since 2003 and it is currently the only stable and proven wave energy machine in the world.

Wavestar is the strongest wave power concept. It leads the race to turn ocean power into unlimited clean energy. Test and research machines have been operating in the North Sea and the Danish fjords since 2006 and they are among the first wave energy machines to be connected to the grid. The commercial 500 kW machine will soon go into production. Wavestar will work in harmony with other clean energy methods to support the movement towards alternative and sustainable energy.

Check out our website, see more of our videos on Youtube and please like us on Facebook.

Our vision: offshore energy parks combining wind, wave and solar  



アップロード日: 2011/09/05 
Wave power has the ability to utilize the energy from the waves for a long time after the wind turbines must be security stopped because of too high wind speed.
Wavestar plants have also space for approx. 200 square meters of solar panels. Solar energy is similar to wave energy a renewable technology that is rapidly evolving.
This means that the same area of ocean between the two windmills, without further restrictions on fishing and sailing, may give an additional electricity production with current technology at 5 MW of wave power plants alone.

Wavestar is the strongest wave power concept. It leads the race to turn ocean power into unlimited clean energy. Test and research machines have been operating in the North Sea and the Danish fjords since 2006 and they are among the first wave energy machines to be connected to the grid. The commercial 500 kW machine will soon go into production. Wavestar will work in harmony with other clean energy methods to support the movement towards alternative and sustainable energy.

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http://www.wavestarenergy.com
http://www.youtube.com/user/WavestarDK
http://www.facebook.com/wavestarenergy


Wave star pumping station testbech for wave energy converter  




Jacking procedure of Wavestar machine  



アップロード日: 2011/05/24
Wavestar is the strongest wave power concept. It leads the race to turn ocean power into unlimited clean energy. Test and research machines have been operating in the North Sea and the Danish fjords since 2006 and they are among the first wave energy machines to be connected to the grid. The commercial 500 kW machine will soon go into production. Wavestar will work in harmony with other clean energy methods to support the movement towards alternative and sustainable energy.

Check out our website, see more of our videos on Youtube and please like us on Facebook.

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http://www.youtube.com/user/WavestarDK
http://www.facebook.com/wavestarenergy



Harnessing Wave Energy


アップロード日: 2010/10/15
Lesley Riddoch visits Hanstholm in Denmark to find out about the development of Wavestar from tank to working model.




Wave Star A/S

http://hornonline.com/frontpage/denmark/destination-denmark/wave-star

Long ago Denmark positioned itself as a green nation.
Now we are moving forward in the exploitation of the enormous forces of the sea.


After 6 years of intensive development and testing of several small-scale machines, a prototype of a commercial 600 kW wave energy machine was installed in the North Sea of Denmark in September 2009. The 40 m long impressive prototype – with two floats of 5 m in diameter – is located 300 m off Hanstholm in the North Sea at a water depth of 7 m and produces electricity to the grid.


Wave Star


With the operating 500 kW prototype, Wavestar has stated its position among the leading wave energy developers in the world.

Right now, alternative energy sources usually exist separately. Wavestar wants everyone to work closer together to realize the dream of unlimited clean energy. We wish to see wave power plants incorporated in all future wind farms off the coast in countries facing the big oceans.



Vision

http://wavestarenergy.com/vision



The Wavestar vision is about more than just building a machine. In fact, it’s about more than wave energy. We want to change the entire world’s mindset about how we produce clean energy. Here’s the plan to make that happen.
Right now, alternative energy exists in a vacuum, but Wavestar want everyone to work closer together to realize the dream of unlimited clean energy. Wavestar plans to lead this movement by building the very first energy parks where wave energy machines can be placed in between the wind mills. This is a win-win as it increasing efficiency and reduces costs for all. When wind and wave join forces to produce clean energy, everybody wins.
This is a brand new and revolutionary idea in an industry that often fails to see the bigger picture. At Wavestar we don’t just want to produce electricity; we want to power a whole movement that understands we need many clean and elegant solutions working together in order to meet the planet’s energy needs.
Wavestar’s visionaries are not just big thinkers, but engineers who are already setting new industry standards. The data model that Wavestar uses to measure the potential energy of waves is being made an industry standard by EnergyNet, proving the theoretical concepts underlying Wavestar’s calculations.
The Wave Star vision has been evolving for well over a decade. Sailing enthusiasts Niels and Keld Hansen came up with the concept behind Wave Star in 2000, but the idea originated when they were sailing near their parents’ summer house. They began to talk about how they could harness the powerful forces beneath them. The company purchased the rights to the machine in 2003 after seeing the huge commercial potential of wave energy. The Hansen Brothers remain as consultants at Wave Star while the Clausen brothers, the family behind Danfoss, are now the main shareholders.
With the 500 kW machine in development, the company has claimed a position among the leading alternative energy developers in the world. Wave Star aim to make it the first series-produced 500 kW machine for big oceans, ready for sale in 2012/2013. Wave Star is not stopping there though. The machine will then be doubled in size, capable of handling twice the wave height. This will increase each machine’s output to 6 MW, enabling a single machine to provide energy for 4,000 homes.


 A report about the recent development in Danish wave energy concepts
http://wavestarenergy.com/sites/default/files/Recent_Developments_of_Wave_Energy_Utilization_in_Denmark.pdf




参考:

The Danfoss Group

http://en.wikipedia.org/wiki/Danfoss

The Danfoss Group is a global producer of components and solutions. The products and services are used in areas such as cooling food, air conditioning, heating buildings, controlling electric motors and powering mobile machinery. The company is also active in the field of solar and wind power as well as district heating and cooling infrastructure that targets entire cities and urban communities). Danfoss employs approximately 23,000 people [1] worldwide with headquarters in Nordborg, Denmark.
Danfoss was founded in 1933 by Mads Clausen, and is today almost entirely owned by The Bitten and Mads Clausen Foundation. In 2002 Danfoss joined the United Nations Global Compact, consisting of nine principles with social and environmental responsibility.
Danfoss has an annual sales turnover of 34 billion DKK (2012), and has sales companies in 47 countries and 56 factories in 18 countries around the world.[2]



DONG Energy

http://en.wikipedia.org/wiki/DONG_Energy

DONG Energy is an energy company based in Fredericia, Denmark. It is Denmark's largest energy company.

History
The Danish state-owned company Dansk Naturgas A/S was founded in 1972 to manage gas and oil resources in the Danish sector of the North Sea. After some years, the company was renamed to Dansk Olie (Danish Oil) og Naturgas (Natural Gas) A/S (DONG). At the beginning of 2000s (decade), DONG started to extend itself into the electricity market by taking long positions in electricity companies. In 2005, DONG acquired and merged Danish electrical power producers Elsam and Energi E2 and public utility (electricity distribution) companies NESA, Københavns Energi and Frederiksberg Forsyning. The result of the merger was the creation of DONG Energy. The merger was approved by the EU Commission on 14 March 2006.
DONG sold a power cable accessing the world’s largest wind farm to its partners, E.ON and Masdar for around $728 million in September 2013.[4]


http://www.dongenergy.com/en/Pages/index.aspx

DONG Energy corporate movie 2013 (Danish)


2014年1月4日土曜日

炭水化物

炭水化物

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%82%AD%E6%B0%B4%E5%8C%96%E7%89%A9

炭水化物(たんすいかぶつ、: carbohydrates: Kohlenhydrate)または糖質(とうしつ、: saccharides)は、単糖を構成成分とする有機化合物の総称である。非常に多様な種類があり、天然に存在する有機化合物の中で量が最も多い[1]。有機栄養素のうち炭水化物、たんぱく質脂肪は、多くの生物種で栄養素であり、「三大栄養素」とも呼ばれている。
炭水化物の多くは分子式が CmH2nOn で表され、Cm(H2O)n と表すと炭素が結合した物質のように見えるため炭水化物と呼ばれ、かつては含水炭素とも呼ばれた[1]。 後に定義は拡大し、炭水化物はおよびその誘導体縮合体の総称となり、分子式 CmH2nOn で表されない炭水化物もある。そのような例としてデオキシリボース C5H10O4 、ポリアルコール、ケトンなどが挙げられる[1]。また、分子式が CmH2nOn ではあっても、ホルムアルデヒド (CH2O, m = n = 1) は炭水化物とは呼ばれない。今日では総称として糖質ないしは糖とよばれる場面の方が多くなっている。
生物に必要不可欠な物質であり、骨格形成、貯蔵、代謝等に広く用いられる[1]。栄養学的あるいはエネルギー代謝以外の糖質の事項については(例えば、化学的、分子生物学的性質)記事 に詳しい。

炭水化物は主に植物光合成でつくられる。

1グラムにつき4キロカロリーのエネルギーがある。炭水化物は、単糖類多糖類に分けられる。通常、炭水化物は、多糖類であるデンプンを多く含んでいる。炭水化物はもっとも多く必要とされる栄養素で、日本の食生活指針で炭水化物が多く含まれる食品が主食とされる[2]。 2003年のWHO/FAOの報告では、2型糖尿病肥満のリスクを減らすとして、食物繊維の摂取源として野菜や果物と共に全粒穀物も挙げられている[3]。全粒穀物は血糖負荷が低く血糖値を急激に上げにくいという特徴がある。食物繊維の重要性を報告していたバーキットは、1975年にトロウェルと一緒に『精製炭水化物と病気-食物繊維の影響』[4]を出版し、精白していない全粒穀物の重要性を訴え、以降このことは科学的研究によって追認・支持されていく[5]砂糖は炭水化物以外の栄養素がほとんど含まれていないため、あまり多く摂取しないように言われている。また砂糖の主成分である蔗糖は糖類の中でもう蝕(虫歯)のリスクを最も高める。WHO/FAOでもう蝕との関連が指摘され、砂糖の多い食品は肥満との関連も指摘され、また砂糖の摂取量は全エネルギーの10%未満にすべきだと報告されている[3]薬物依存症との関連から砂糖依存症に関する研究報告がされており、砂糖依存症と肥満との関連が示唆される。
果物に含まれる果糖は中性脂肪を増やす効果が高いので、生活習慣病において摂取制限が指導される場合がある[6]。オリゴ糖などの腸内で分解されやすい糖類は、プレバイオティクスとして知られ、有用な腸内細菌を増やす作用がある。

概要
1グラムにつき4キロカロリーのエネルギーがある。炭水化物は、単糖類多糖類に分けられる。通常、炭水化物は、多糖類であるデンプンを多く含んでいる。炭水化物はもっとも多く必要とされる栄養素で、日本の食生活指針で炭水化物が多く含まれる食品が主食とされる[2]。 2003年のWHO/FAOの報告では、2型糖尿病肥満のリスクを減らすとして、食物繊維の摂取源として野菜や果物と共に全粒穀物も挙げられている[3]。全粒穀物は血糖負荷が低く血糖値を急激に上げにくいという特徴がある。食物繊維の重要性を報告していたバーキットは、1975年にトロウェルと一緒に『精製炭水化物と病気-食物繊維の影響』[4]を出版し、精白していない全粒穀物の重要性を訴え、以降このことは科学的研究によって追認・支持されていく[5]砂糖は炭水化物以外の栄養素がほとんど含まれていないため、あまり多く摂取しないように言われている。また砂糖の主成分である蔗糖は糖類の中でもう蝕(虫歯)のリスクを最も高める。WHO/FAOでもう蝕との関連が指摘され、砂糖の多い食品は肥満との関連も指摘され、また砂糖の摂取量は全エネルギーの10%未満にすべきだと報告されている[3]薬物依存症との関連から砂糖依存症に関する研究報告がされており、砂糖依存症と肥満との関連が示唆される。
果物に含まれる果糖は中性脂肪を増やす効果が高いので、生活習慣病において摂取制限が指導される場合がある[6]。オリゴ糖などの腸内で分解されやすい糖類は、プレバイオティクスとして知られ、有用な腸内細菌を増やす作用がある。

炭水化物の生理作用
人体が炭水化物を摂取すると、デンプンの場合唾液で加水分解され、胃液膵液二糖類マルトースまで分解され、最終的に小腸上皮細胞に存在するマルターゼスクラーゼイソマルターゼラクターゼトレハラーゼなどの二糖類水解酵素により単糖類グルコースフルクトースガラクトースなどにまで分解されて初めて腸管からの吸収を可能とする[9]。これは脂質が脂肪酸モノグリセド、タンパク質がアミノ酸核酸が塩基や糖にまで分解されるのと同じであり、これら吸収される状態の物質は最終分解産物と呼ばれる[10]。水に不溶性の脂質系最終分解産物と異なり、ミセルなどを作らず吸収されるとそのまま門脈血の中に溶け込む[11]
エネルギー源として重要であるグルコースは、ホメオスタシスによって体内濃度が調整される。上昇すると膵臓のΒ細胞からインスリンが分泌され肝臓や[12]細胞が[13]が取り込む動きを活発にしたり、グリコーゲンや脂肪への変換を促す[13]。逆に低下すると肝臓のα細胞からグルカゴン副腎皮質のクロマフィン細胞からカテコールアミンが分泌され、細胞中のグリコーゲンが分解して血糖値が上がる[12]
グルコースは植物ではデンプンとして体内に蓄えられる。植物の体はセルロースという多糖によって構成されている。セルロースはデンプンと同じグルコースの多量体であるが、結合様式が異なるため、化学的に極めて強靭な構造を持つ。セルロースは細胞壁の主成分として活用されている。
また、細胞の表層には、糖鎖と呼ばれる糖の多量体が結合している。これはタンパク質に対する受容体ほど強くは無いものの、生体内である種の「標識」としてはたらいている。

最終更新 2013年6月19日

水素

水素

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%B4%E7%B4%A0

水素(すいそ、: Hydrogenium: hydrogen)は、原子番号 1 、原子量1.00794[1]元素である。元素記号H非金属元素の一つ。元素およびガス状分子の中で最も軽く[2]、また宇宙で最も数が多く[1]、珪素量を106とした際の比率は2.79×1010である[4]。地球上では有機化合物の構成要素として存在する。
一般に「水素」という場合は、水素の単体である水素分子(水素ガス) H2 を示すことが多い。水素分子は常温常圧では無色無臭の気体で、とても軽く、非常に燃焼・爆発しやすいといった特徴を持つ。日本では、高圧ガス保安法容器保安規則により、赤いボンベに保管するように決められている[2]

水素は宇宙で最も豊富にある元素であり、(ダークマターダークエネルギーを除いた)宇宙の質量の3/4を占め[5]、総量数比では全原子の 90 % 以上となる[6]。これらのほとんどは星間ガス銀河間ガス恒星あるいは木星型惑星の構成物として存在している。地球表面の元素数では酸素・珪素に次いで三番目に多い[1]が、水素は質量が小さいため、質量パーセントで表すクラーク数では9番目となる。ほとんどは海水[1]の状態で存在し、単体の水素分子状態では天然ガスの中にわずかに含まれる程度である。地球の大気中での濃度は 1 ppm 以下とほとんど存在していない。
水素原子は宇宙が誕生してから約38万年後[7]に初めてできたとされている。それまでは陽子と電子がバラバラのプラズマ状態で光は宇宙空間を直進できなかったが、電子と陽子が結合することにより宇宙空間を散乱されずに進めるようになった。これを宇宙の晴れ上がりと言う。
宇宙における主系列星のエネルギー放射のほとんどはプラズマとなった4個の水素原子核がヘリウムへ核融合する反応によるもので、比較的軽い星では陽子-陽子連鎖反応、重い星ではCNOサイクルという過程を経てエネルギーを発生させている。水素原子はいずれの核融合反応においてもこれを起こす担い手である[8]

水素はの主成分であるため、日本語の「水素」のみならず、欧米語圏でも「水を生む物」という語で呼ばれて来た。英語の「hydrogen」や、仏語の「hydrogène」(日本語読み:イドロジェーヌ)は、ギリシア語ὕδωρ(水。ラテン文字表記:hydôr)と γννεν(発生。ラテン文字表記:gennen)を合わせた語で、「水を生む物」を意味する合成語である[1]。同様に、独語でも「Wasserstoff」という。
水素を気体として分離して発見したのは1766年のヘンリー・キャヴェンディッシュであり、アントワーヌ・ラヴォアジエが1783年に hydrogèneと命名した[1]。ただし、1671年にはロバート・ボイル希硝酸を反応させて生じる気体が可燃性であることを記録している[1]
一方、中国語では、化合物の「水」と元素の「水素」が別の漢字で区別されており、水素には「」(中国語読み:チン。日本語読み:けい)という字を充てる。

水素分子
水素分子は、常温常圧では無色無臭の気体として存在する、分子式 H2 で表される単体である。分子量2.016、融点 −259.2 ℃(常圧)、沸点 −252.6 ℃(常圧)、密度 0.0899 g/L、比重 0.0695(空気を1として)、臨界圧力12.80気圧、水への溶解度0.021 mL/mL水(0 ℃)。最も軽い気体である。原子間距離は 0.074 nm、結合エネルギーはおよそ 104 kcal/mol[2]
水素分子は常温で安定であり、フッ素以外とは反応を起こさない。しかし何かしらの外部要因があればその限りではなく、例えば光がある状態では塩素と激しい反応を起こす[10][2]。また水素と酸素を混合したものに火を付けると起こす激しい爆発(水素爆鳴気)は、混合比下限は4.65 %、上限は93.3 %であり、空気との混合では4.1 %〜74.2 %となり、これはアセチレンに次ぐ広い爆発限界の範囲を持つ[2]
ガス密度が低い水素は早い速度で拡散する性質を持ち、また燃焼時の伝播も早い。そのため、ガス漏れを起こしやすい傾向にある[2]。原子径の小ささから、金属材料に侵入し機械的特性を低下させる(水素脆化)傾向が強い。これは高温高圧環境下で顕著となり、封入容器の材質には注意を払う必要がある。−250 ℃以下で液化させると体積は1/800となり、しかも軽いため低温貯蔵性には優れる[12]
ガス惑星の内部など非常に高い圧力下では性質が変わり、液状の金属になると考えられている。逆に宇宙空間など非常に圧力が低い場合、H2+H3+、単独の水素原子などの状態も観測されている。H2 分子形状の雲は星の形成などに関係あると考えられている。


オルト水素とパラ水素
水素分子は、それぞれの原子核プロトン)の核スピンの配向により、オルト(ortho)とパラ (para) の2種類の異性体が存在する[10]。オルト水素は、互いの原子核のスピンの向きが平行で、パラ水素ではスピンの向きが反平行である。この2つは、化学的性質に違いがないが、物理的性質(比熱熱伝導率など)がかなり異なる。これは内部エネルギーにある差によるもので、パラ水素側が低い[10]。統計的な重みが大きいほうをオルトと呼ぶ。
常温以上では、オルト水素とパラ水素の存在比はおよそ 3:1 である。低温になるほどパラ水素の存在比が増し、絶対零度付近ではほぼ 100 % パラ水素となる[10]。オルト‐パラ変換を起こす触媒は、活性炭や鉄などの金属の一部、常磁性物質またはイオンなどがある[10]

水素分子の生産
工業的には、炭化水素水蒸気改質や部分酸化の副生成物として大量に生産される(炭化水素ガス分解法)。硫黄酸化物を除いたパラフィン類やエチレンプロピレンなどを440℃の環境下でニッケルを触媒としながら水蒸気と反応させ、粗ガスを得る[2]

CnH2n+2 + nH2O → nCO + (2n+1)H2
CnH2n+2 + 2nH2O → nCO + (4n+1)H2

副生される一酸化炭素は水蒸気と反応し二酸化炭素と水素ガスとなる。後にガーボトール法にて二酸化炭素を除去し、水素ガスが得られる[2]。粗ガスの精製には、圧縮した上で苛性ソーダ洗浄を行い、熱交換器にて重いガス類を液化除去する方法(液化窒素洗浄法)もある[2]
また、ソーダ工業や製塩業において海水電気分解の副生品として発生する水素が利用されることもある。現在のところ、水素ガスはメタンを主成分とする天然ガスから、触媒を用いた水蒸気改質によって生産する方法が主流である。日本国内における2008年度の水素の生産量は 534,810×103 m3、工業消費量は 309,645×103 m3である[17]
水素分子(水素ガス)を生じる化学反応は多岐に渡る。古典的には実験室において小規模に生成する場合、亜鉛アルミニウムなど水素よりもイオン化傾向の大きい金属に希硫酸を加えて発生させる方法が知られている(キップの装置)。あるいは水酸化ナトリウムや硫酸などを添加して電導性を増した水や、食塩水を電気分解して陰極から発生させることもできる。実験室レベルにおいては工業的に生産されたガスボンベ入りの水素ガスを利用する。

代表的な用途
原料 - アンモニアの製造(ハーバー・ボッシュ法)[10]の他、塩素ガスと混合し光を当てて反応させる塩酸の製造[1]、油脂に添加して炭素同士の二重結合数を減らし固体化する改質(トウモロコシ油や綿実油のマーガリン化など)[1]、脱硫など、多方面に利用されている。
還元剤 - 金属鉱石(酸化物)の還元[1]、ニトロベンゼンを還元しアニリンの製造、ナイロン66製造におけるベンゼンの触媒還元、一酸化炭素を還元するメチルアルコール合成などに使われる[10]。
燃料 - 燃やしても水以外の排出物、例えば、粒子状物質や二酸化炭素などの排気ガスを出さないことから、代替エネルギーとして期待されている[12]。ただし、燃焼条件により窒素酸化物が生成する場合はある。内燃機関の燃料として水素燃料エンジンを積んだ水素自動車が発売されている他、ロケットの燃料や燃料電池に使用されている。

上記で述べたように、水素ガスの生産は原料を化石燃料に依存しており、水蒸気改質により発生する一酸化炭素などのうち化成品に利用されない過剰分や燃料として利用される炭化水素は二酸化炭素として環境中に放出される。水素の原料が化石燃料である限りにおいては、水素を化石燃料の代替として利用してもそのまま化石燃料の消費量が削減されたり二酸化炭素の発生が抑えられたりすることにはならない。
浮揚ガス - 1リットルの水素を詰めた風船は1.2グラムの質量を浮揚させる[1]。この性質から気球や飛行船などに用いられる。
冷却剤 - 液体水素は超伝導現象を含む低温学の調査に使用される。また、発電所では、水素ガスを冷却媒体として用いている発電機もある。これは空気よりも熱伝導率が7倍と高く[1]風損が少ないためである。水素ガスが漏れないようにするため、水素ガス圧力よりも高い圧力の油を流し遮蔽する。
洗浄 - 工業分野では、半導体の洗浄はRCA洗浄が主流でアンモニアや塩酸フッ化物が用いられるが、その代替として水素を水に溶かし込んだ水溶液は排水処理の面で環境負荷が低く[18]、半導体の基板表面の微粒子除去・洗浄に用いられる[19]。
溶接 - 水素分子を一旦二つの水素原子に解離させ、それを再結合させると多量の熱を発生する。これを利用した金属溶接法がある[10]。
その他 - テクニカルダイビングや軍隊などで大深度潜水時の使用が試みられたが、同時に酸素も用いられるために爆発の可能性が付きまとうなど、危険であるため使用されていない。


エネルギー利用
水素は、エネルギー変換効率の高い点、先述のとおり化石燃料を使って製造した水素もあるものの、水の電気分解やバイオマス・ごみ利用などを利用すれば化石燃料に拠らないで製造することも可能である点、燃焼後に二酸化炭素を排出しない点などから、将来性の高いエネルギーの輸送及び貯蔵手段として期待される[12]
水素は様々な利用法が考えられている。まず水素を言わば「電池」として利用することも考えられている。鉛蓄電池リチウム電池NAS電池など、比較的大きな容量の充電が可能な電池が色々と開発されてきたものの、それでも電気エネルギーは貯めておくのが比較的困難なエネルギーとして知られている。そこで、必要以上の電力が得られる時に電気分解して生産した水素を貯蔵し、電力が必要となった時に貯蔵しておいた水素を使って発電を行うのである。必要以上の電力が得られる時に水をポンプで汲み上げて水の位置エネルギーとして電気エネルギーを貯める揚水発電はすでに実用化されているが、それと同様に電力需要のピーク時に対応する手法の一つとして水素は利用できる。
他にも太陽光発電風力発電といった発電法のように、発電量が比較的自然条件に左右されやすいものの、十分な発電量が得られる時に水の電気分解を行って水素を貯蔵するという方法で、これらの発電量の不安定さを解消する方法が考えられている。
他にも水素を電力の輸送手段として利用することも考えられている。長距離の送電を行うと送電線の抵抗などの関係で送電によるエネルギーの損失(送電ロス)が多くなる。小水力発電火力発電や比較的低温の熱源を利用した発電法などのように、電力需要の多い都市の近くに発電所を立地できる場合は送電ロスの問題もあまりない。しかし必要に応じて変圧を行うなど送電ロスを少なくする工夫は行われているものの、2011年現在、送電ロス無しに長距離を送電する手法は実用化されていない。このためいわゆる自然エネルギーを利用した発電法に限らず、あらゆるエネルギーを利用した発電法において電力の供給地と需要地とが離れている場合には、どうしても送電ロスの問題が避けられない。ここで水素として輸送すれば、水素を逃がさなければ輸送中の水素のロスは発生しない。ただし水素を輸送する手段によって消費されるエネルギー(例えば自動車で輸送すれば燃料が消費される)もあるので、どうしてもエネルギーのロスは発生してしまうという問題は残る。しかし燃料電池を用いることで、燃料電池で電力を作ると同時に発生するも利用可能となるという別な利点も生ずる。
他に水素は液化すると体積が小さくなるため小さなタンクで持ち運びが可能という利点もある。このため水素と燃料電池を組み合わせることで、電力が必要な場所に送電線を利用して電力供給しにくい場所に電力を供給するという利用法も検討されている。例えば自動車や船舶などに向けての電力供給である。
また最近ではマグネシウムと水を反応させて水素を作り出す方法も開発されている。マグネシウムと水が反応して発生する水素の他、反応時の熱もエネルギー源として利用できる。最大の課題は使用後のマグネシウムの還元処理で、太陽光などから変換したレーザー照射による高温により還元する方法が考えられている。他に燃料電池の燃料としての水素の利用はよく知られているが、コンバインドサイクル発電などに利用することも考えられている。

燃料電池
  詳細は「燃料電池」を参照

空気中の酸素と反応させて水を生成しながら発電する水素‐酸素型燃料電池は19世紀中ごろには実験的に成功しており、20世紀の宇宙開発を通じて技術検討が進んだ。燃料電池は発電効率が35–60 %と高く、発熱エネルギーを回収すれば80 %まで高めることができる。環境負荷も低い。燃料にはメタノールを用いるタイプもあるが、水素ガスを利用するものでは自動車への積載を念頭に置いた固体高分子形燃料電池(PEFC)が有力視されており、電解質分離膜や電極劣化の抑制など技術開発が進められている[12]。また宇宙船では燃料電池から得られる電力の他に、同時に生成される水の利用も行われることがある。

貯蔵技術
水素をエネルギー利用する上での課題のひとつには、ガス状水素を貯蔵する際の問題がある。既述のように空気との混合4.1 %~74.2 %という広い爆発限界の範囲を持つために、漏出しないようにする技術が必要となるわけだが、水素は原子半径が小さいために容器を透過したり劣化させたりするので、他の元素や他の燃料を貯蔵するのとは勝手が違ってくる。2002年2月に発足した「燃料電池プロジェクト・チーム」の報告では、自動車に積載しガソリン相当の500 km以上走行が可能な水素貯蔵を目標に据えた。これに相当する水素ガスは「5 kg」であり、常温常圧下では56,000 Lに相当する[12]
従来からの手法では、高圧化と液体化がある。水素は金属脆化を起こすため、特に高圧ガスを密閉するにはアルミニウム‐マグネシウム‐シリコン合金をファイバー強化したものが開発されているが、日本の高圧ガス保安法が定める上限の350気圧では実用的に自動車積載が可能なガス量は3.5 kgに止まり、5 kgを実現するためには安全に700気圧相当を密封できる容器が検討されている。液体化も同様な問題を解決する必要があり、オーステナイト系ステンレス鋼やアルミニウム合金・チタン合金等を素材に検討が進む。しかし、高圧化や液体化には密封する際にも加圧や冷却などでエネルギーを消費してしまう点も課題として残る[12]
水素を貯蔵する物質には金属類である水素吸蔵合金と、無機・有機物質が提案されており、いずれも水素化物を作り効率的に水素を捕まえることが出来る。水素吸蔵合金は、ファンデルワールス力分子間力の1種)で表面に吸着(物理吸着)させた水素分子を原子に解離(解離吸着、化学吸着)し、水素化合物を反応生成しながら合金の格子内に水素原子を拡散させる。取り出すには加熱または合金周囲の水素ガス量を減らすことで水素化物が分解しガスが放出される。必要な温度は通常50 ℃であり高くとも250℃位、圧力も常圧から100気圧程度までであり、水素ガスの体積を1000分の1に収めることが出来る。課題は合金と水素の重量比にあり、現状では「5 kg」の水素を吸蔵するための合金重量は170–500 kg程度が必要になる[12]。この他、イオン結合を主とする錯体水素化物や、アンモニアボランなども水素吸蔵性能を持つ物質として研究されている[12]
 
化学的性質
  詳細は「水素化合物」を参照

水素は電気陰性度が2.2であり、酸化剤としても還元剤としても働く。このため非金属元素とも金属元素とも親和しやすい。例えば、水素と酸素が化合するときには還元剤として働き爆発的な燃焼と共に水 H2O を生じる。ナトリウムと水素との反応では酸化剤として働き、水素化ナトリウム NaH を生じる。このような水素と他の元素が化合した物質を水素化物という[21]
水素化物の結合には、イオン結合型・共有結合型の他に、パラジウム水素化物などの侵入型固溶体(侵入型化合物)と呼ばれる三種類の形態がある[21]。イオン結合型の化合物の中では、水素は H イオン(ヒドリドイオン)として存在する。共有結合型は電気陰性度が高いPブロック元素と電子を共有して化合する[21]。侵入型固溶体は一種の合金であり、水素原子は金属原子の隙間にはまり込むように存在している。このため、容易かつ可逆的に水素を吸収・放出することが出来、水素吸蔵合金に利用される。なお、高性能な水素吸蔵合金中の水素原子の密度は、液体水素のそれに匹敵する。
一方、より電気陰性度の大きい元素との化合物では水素は H+ イオンとなる。水中で水素イオンを生じる物質が狭義のである。水溶液中では水素イオンは、H+(ヒドロン)ではなく、水分子とくっついて H3O+オキソニウムイオン) として振舞う。
水素はまた、炭素と結合することで、様々な有機化合物を形成する。ほとんど全ての有機化合物は構成原子に水素を含む(下に例を示す)。

メタン (CH4)
エタノール (C2H5OH)
ベンゼン (C6H6)

おもな元素の水素化物の化学式と国際純正応用化学連合 (IUPAC) による組織名、および(存在するものは)慣用名を右表に示す。

最終更新 2013年12月8日




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アップロード日: 2008/07/28
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水素ぜい化

水素ぜい化
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%B4%E7%B4%A0%E3%81%9C%E3%81%84%E5%8C%96

水素ぜい化(水素脆化 すいそぜいか、英語:hydrogen embrittlement)とは、鋼材中に吸収された水素により鋼材の強度(延性又はじん性)が低下する現象の事。水素ぜい化(脆化)は、腐食、溶接、酸洗浄、電気メッキなどによる水素吸収が原因とされる。この水素吸収による破壊は遅れ破壊とも呼ばれる。水素ぜい性破壊は、結晶粒界、引張り応力のかかる箇所、応力の集中する部分で起こりやすい。古くから認識されてきた問題である。ハーバー・ボッシュ法の開発にはこの問題が付きまとったことで知られる。

概要
水素ぜい化に関する研究は古くから、そして現在も数多く行われている。しかし、ぜい化を引き起こす影響因子が多く複雑にからんでおり、その本質は現在も不明である。
水素ぜい化は拡散性水素の局在化に関連した現象であるため、水素量のほかに、拡散のパラメータである、時間・温度のほか、応力状態(応力三軸度)・ひずみ・そもそもの材料強度にも依存する。加えて、材料中の拡散性水素の挙動を把握することも困難であり、これらの要素が本質的解明を阻害している。
水素ぜい性が問題となる例は数多く、水素を燃料とするロケットエンジンの開発や自動車エンジンの開発で問題になった。金属には水素を取り込む性質を持っている物があるため、一度水素に対して暴露されると水素ぜい性の問題が出てくる。特にステンレスは水素による材料の強度、延性が低下する現象が顕著であるため、低強度材、つまり水素感受性の小さな材料での使用に制限したり、脱水素(ベーキング)処理を施すことで、一応の解決を得ている。この際、金属の結晶格子内に浸透した水素原子金属水素化物になる。
現在は環境問題の観点も含め、軽量化、高強度化が強く求められ、構造部品の高応力設計が必要になってきている。金属材料の性能をより限界に近い部分で発揮させようとすれば、前述のステンレスの解決策のように、低強度材のみの使用に制限することはできなくなり、水素ぜい化が問題になる。このため、メカニズム解明と抜本的解決がますます求められるようになっている。
一方で、金属における水素の取り込みを利用する例も見られる。一部の水素吸蔵合金では、吸収・放出サイクルによって微粉化する現象が見られる。また、希土類磁石の製造工程においてこの現象を利用する事によって原料を粉砕する手法も用いられている。パラジウム内に吸蔵された重水素原子による常温核融合に関与する可能性も一部で議論されている。
 
最終更新 2013年12月19日