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現役の先生が作った次世代教材を公開!Hondaの水素エネルギー学習キットダウンロード開始!

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燃料電池で水素からエネルギーを生み出そう!

化石燃料に代わる新世代エネルギーに注目が集まっています。そのうちのひとつが、二酸化炭素を排出しない「水素」を燃料とする水素エネルギー。2014年6月には「水素・燃料電池戦略ロードマップ」が経済産業省より発表され、2040年を目標に二酸化炭素フリーの水素供給システムを全国に展開する考えが示されました。水素エネルギーが暮らしを支える「水素社会」の到来がせまる今、「水素リテラシー」の向上が必要になっています。

こうした背景の中、本田技研工業株式会社と株式会社リバネスは、学校現場で子どもたちが水素への理解を深める機会を増やしていくために、様々な活動を行っています。

その一つとして、水素エネルギーを学習する教材を作成しました。

是非以下からダウンロードし、先生方の授業に活用していただければと考えています。

No.1 部活動向き

新しい燃料電池教材「フィルムセル-プラカップモデル」の製作方法の紹介
埼玉県立坂戸高等学校 山田暢司先生

これまで、学校の授業や部活動などで扱われてきた燃料電池の一般的な装置は、多量の水素が必要で、手動で適量の電解液(水酸化ナトリウム)をむ き出しの電池セルに滴下するだけであった。そのため、電解質劣化などの 内部抵抗の推移など、電池性能に言及した研究はこれまでされたことがな かった。そこで、電極素材や触媒の電解メッキ、医療用点滴バッグを活用し た上で、燃料電池セルをフィルム状にし、装置全体を水素と効率的に反応させるためのコンパクトな反応容器の開発に取り組んだ。また、反応容器として安価なプラスティックを用いて燃料の水素の気密性を保持し、セル全体の強度を高めて電池セルを重ねて複数集積させることも可能となった。

No.2 授業向き 単元:電流・イオン

回路カードを使ったエネルギー教育 〜電気を回路から考え、上手につかう!つくる!つなげる!
岡山県倉敷市立北中学校 神原優一先生

回路カードとは、かがく教育研究所 の森本雄一氏が発案し、厚紙に銅テー プを貼り付け、豆電球や乾電池などの 部品を取り付けることによって、電気の流れ(回路)が一目でわかることのできる教材である。本教材では、回路カードに既存にある部品の他に、エネルギー教育(特に燃料電池)に特化した部品を新しく教材開発した。手回し発電機、太陽パネル、電気分解装置、 燃料電池、燃料電池カー、モーターを組み合わせることで、水素から電気を取り出す流れを分かりやすく可視化す ることができる。

No.3授業向き 単元:物質の成り立ち

「音を立てて燃える水素」
千葉大学教育学部附属中学校 石飛光隆先生

現在、中学校の授業では空気との混合気体になってから着火せざるを得な いため、「音を立てて燃える」ではなく、「大きな音がして爆発する」危なく怖い気体という印象を与えているのが現状である。そこで、水素の本来の「燃える気体」との性質を理解する教材を開発した。ビュレットの口のように活栓の先が細くなっている管に水素を捕集し、活栓を開いた後、火を近づけ、純粋気体に近い状態で燃焼する様子を観察でき るようにした。また、ペットボトルとガラス管を組み合わせた実験器具は酸素との混合比率によって燃焼の仕方が変わることを示す教材も開発した。ガラス管の口に着火すると、はじめは純粋に近い水素が燃焼し、静かに燃える。やがて、ガラス管の中を炎が下っていきペットボトルに達すると水素爆鳴気が起こり音を立てて燃える。

 

No.4授業向き 単元:物質の成り立ち

「水素エネルギーを題材にした教材開発ーもっと身近に、誰にでも、まず、自分の手で」
仙台白百合女子大学 沼澤清一

現在、小学校で使用されている教科書において水素エネルギーを題材にした内容を扱う箇所はない。学習指導要領についても明確な記述はないかと思われる。しかし、水素エネルギーについては、テレビなどでその存在、そして有効性が伝えられている。水の電気分解および燃料電池の実験教材などを通して学ぶことのないまま、水素エネルギーをもとにした自動車が道路を走るのを見る日は、そう遠くないはずである。新しい物が取り入れられる時、私たちは、その実用性が先にきて、後からその原理を学ぶことになる。次世代を担う子どもたちに、もっと身近に、誰にでも、まず、自分の手で、水素エネルギーに触れられる場を与えたい。今回、【水の電気分解および燃料電池の実験教材】を開発し、小学校の実際の教室で、授業の中で使える形に改良する機会を得ることができれば、と考える。

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