传递来自大海的声音的人们
传递来自大海的声音的人们
以人为本的地热发电研究思考
海洋工学部 海洋电子机械工学科 副教授 森田元明
人们引导我，
地热发电研究的思考
海洋工学部 海洋电子机械工学科 副教授 森田元明
确保能源安全是日本面临的紧迫问题。
研究地热发电的森田博士今年二十多岁，一直担任国家项目的研究代表。然而，该项目远未达到其目标。通过结识和经历各种各样的人，我不断从新的角度进行研究，以实现我的目标。温泉区“汤之花”的研究也与地热发电有着深厚的联系。
传记
森田元明（森田元明）
学术集结海洋电子与机械工程系副教授
横滨国立大学工学部毕业，研究生院工学研究科博士课程结业，
2012年获得工学博士学位。
国家材料科学研究所研究员，
横滨国立大学工学研究科研究员
在日本学术振兴会担任研究员后，
2012年任东京海洋科技大学海洋工学部助理教授。
2018年起任东京海洋大学副教授。
森田元明（森田元明）
海洋电子与机械工程学术研究部
副教授
横滨国立大学工学部毕业，研究生院工学研究科博士课程结业，
2012年获得工学博士学位。
材料科学研究所
研究文员,
横滨国立大学工学研究科
工学研究科博士后研究员及
日本学术振兴会
担任特约研究员后，
2012年任东京海洋科技大学海洋工学部助理教授。
2018年至今，东京海洋大学海洋科学技术学部
副教授。
- 问 你属于什么部门？
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- 海洋电子与机械工程系从事船舶机械的研发和船员培训。由于船舶是完整的系统，需要学习的领域非常广泛，需要通用的机械和电气知识。该部门汇集了金属材料、发动机等设备、信息通信等各个领域的专家。
有很多东西需要学习，所以有时可能会令人困惑，但不用担心。有一些困难的方面，但是你将能够获得广泛的知识，所以你应该能够认为以后做是好的。由于班级规模小，学生和老师的距离很近，入学后老师会细心地教你基础教育。在我的实验室，我尝试尽可能仔细地教授专业内容。
此外，通过AO入学考试进入大学的学生有入学前教育，通过入学考试后有机会在进入大学之前学习数学、物理和英语。
在这个部门，你可以通过船上的实践训练了解群体生活，并且可以实际看到、触摸和操作船舶。在材料研究方面，我可以准确地了解材料在船上的用途和用途，学习效率很高。
虽然有很多人在成为社会一员后第一次使用实际机器，但能够先体验一下是一个很大的优势。此外，通过集体生活，你将获得礼仪和沟通技巧。似乎很多学生在找工作时都意识到自己是多么感恩。与其他大学的学生不同，海洋大学的学生能够向人们讲述他们的实际经历，而他们的特点之一就是他们能够正确地与人打招呼。
在研究方面，各个领域都有具有先进专业知识的教职人员，许多学生继续进入研究生院学习该领域的专业知识，并利用他们的专业知识找到工作。 - Q 你们教什么类型的课程？
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- 负责短艇实习（海洋电子与机械工程系一年级）、金属材料科学（海洋电子与机械工程系第二年）、电子机械工程实验（海洋电子与机械工程系） ，第三年）。
详细解释一下金属材料学，金属材料包括铁（钢）、铝、钛等材料。例如，就汽车而言，用于框架的铁（钢）被设计为坚固，而用于外板的铁（钢）被设计为易于加工。另外，俗称不锈钢的材料，正式名称为不锈钢，是铁（钢）设计的具有防锈能力的材料。人们普遍认为铁（钢）容易生锈，但可以将其设计成耐腐蚀。作为改变性质的方法，添加极少量的元素，或者冷却或加热，就可以极大地改变金属的性质，所以采用了这种方法。这有点像做饭。金属也会发生同样的情况，其味道会根据盐或热量的多少而发生很大变化。就铁（钢）而言，如果铁中含有按重量计 0.1% 的碳，那么与按重量计 0.4% 的碳相比，强度可能会增加一倍以上。查看表面结构的照片（在下面的文字中），您可以看到由于含量而导致的差异。看起来黑色的部分是硬的，看起来白色的部分是软的。例如2%的（照片中的Fe-0.8%C），有很多黑色部分，用于需要强度的钢琴线。严格来说，这个黑色部分放大后呈条纹状，称为珍珠岩结构。
碳钢表面组织照片：随着碳含量的微小变化，显微外观发生变化（单位：质量%）
船舶上使用了许多金属材料，主要是铁（钢）。通过了解含有多少元素以及进行了何种加工，您可以选择适合您想要应用的地方的最佳材料。相反，做出错误的选择可能会导致严重事故。本课程的目的是帮助学生获得金属材料微/纳米设计所需的知识，以防止此类情况的发生。在实验中，我了解了微纳米设计的观察方法，最近还使用了图像识别技术。这是让计算机确定微米级和纳米级结构的尝试。顺便说一句，在我负责的短艇练习中，我会在台场的彩虹桥和校园池塘之间来回。这会很累，但我认为团结将会诞生，因为团队合作是必要的。 - 问：您正在进行什么类型的研究？您认为这项研究的哪些有趣之处？
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- 我们主要研究有助于扩大地热发电和引进的材料的开发。地热发电涉及海水和雨水在地下深处的积累，其中的水被岩浆加热到高温高压的状态，然后被提取到地面以上的系统。提取的水返回地下，通过这个循环可以作为可再生能源持续使用。地热发电的问题在于规模。※（水垢）形成。水垢在管道上堆积，使水道变窄，减少取水和回水量，并减少发电量。
地热发电厂的实际管道被水垢堵塞
为了控制结垢，曾考虑过注入化学品，但考虑到环境和环保化学品的应用，我正在考虑使用尽可能不使用化学品的方法。在我的实验室中，我们正在研究沉积的水垢物质以及水垢如何粘附在表面上。另外，由于实验室和现场沉积的水垢特性不同，所以我的目标是在实验室模拟现场环境。我们相信，如果能够在实验室重现，研发速度将会提高。
世界第一！一种可以在实验室模拟局部尺度的装置
同样，使用从地下提取的高温水的温泉也可能出现类似的管道堵塞现象。就温泉而言，不叫水垢，而是叫“汤之花”，但最近，由于经营温泉的人老龄化，人手不足，很难清理管道（去掉汤之花）我相信这也是一个必要的研究。这项研究的有趣之处在于，尽管温泉和汤之花在日本早已为人所知，但其粘附机制仍不清楚。有人告诉我，研究是没有用的，因为泉水的质量因我观察的地区而异。然而，随着我长时间的研究，我逐渐看到了一些规律。最近，我一直在研究什么物质首先附着在表面。通过这项研究，当我第一次学到别人不知道的东西时，我感到一种成就感。此外，这项研究的实地测试经常在云仙、由布院、热川等温泉地区进行，而我的乐趣之一就是泡温泉。
水垢：地下深处积聚的高温高压水被矿物质包围，矿物质溶解到水中。当这些水被带到地下时，温度和压力降低，水的溶解度降低。在温泉地区也被称为“汤之花”。
- 问：是什么促使您进行这项研究？
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- 2011年东日本大地震后，我认为拥有世界第三大地热潜力的日本有必要研究和开发地热发电，于是开始了挑战。当时，正在公开征集一项名为“地热发电技术研究与开发项目”的国家研发项目的提案。当时我才二十几岁，作为一名代表性研究员负责国家级项目的一切都是令人兴奋和新鲜的。我对此感到有一种责任感，当时我认为完成研发并在学术上追求它会很困难。正当我这么想的时候，正在进行实地试验的温泉地区的人们邀请我去演讲，于是点名要求我在20多人的场地继续研究，然后我决定不能背叛它，所以我决定继续研究。我以为做研究会很困难，但我利用国家项目的经验改变了思路，继续研究，进展顺利。我也觉得在实验室里重建当地的环境很重要，这也和我现在的研究有关。
讲座：云仙地热研讨会 - 问：您的研究涉及多少个可持续发展目标？
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- “No.7 人人享有清洁能源”。扩大引进地热发电作为可再生能源。由于地热发电厂远离市区，我们认为地热发电可以有效分散风险，例如发生灾害时作为应急电源。地热发电的热源也保证了饮用水的安全。此外，据说如果能够利用日本目前正在研究开发的超临界水实现超临界地热发电，发电量将发生巨大变化。为了进行这项研究，有必要了解地热发电厂的机理，因此，这不仅适用于水处理制造商，也适用于设备制造商和材料制造商。事实上，我们目前正在与一家公司合作开发一种可用于地热发电的热交换器。为了实现这一目标，我们正在解决各种问题。另外，我认为它与“第八：体面劳动和经济增长”、“第九：为产业和技术创新奠定基础”和“第十七：实现目标的伙伴关系”有关。 数字8和9与区域振兴有关。我特别看重17号的伙伴关系。如果没有合作伙伴，我们就无法进行现场测试和样品采集。我相信，由于我与人们的联系，我能够继续我的研究至今。
与温泉区的人们一起参观地热发电厂
正在研发的可减少水垢影响的热交换器的实验 - 问：作为一名研究员，您未来的目标是什么？
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- 作为一名研究员，我未来的目标是培育后代。为了实现可持续发展的社会，我们需要能够将我们的研究与未来联系起来的人力资源。为了维持它，有必要培养将我们与未来联系起来的人力资源。我认为最好不要让我的研究内容保持原样，并且有必要培养能够创造某种创新的人才。在我做研究的同时，我希望能够进行自己的研究并培养能够激励我的人力资源。我自己对各种各样的事物感兴趣，而不是继续做同样的研究，我想追求我在研究中感兴趣的新事物。通过目前与企业的共同研究，我能够追求新事物，并且我想培育它们。曾经有一段时间我在想，我这种不断应对新事物的研究方法是否真的是正确的做法。当时有一位教授年轻时也有同样的问题，当他在给一位诺贝尔奖获得者教授讲课时问问题时，他说：“如果这是重要且有趣的研究，那么什么都好， ”他给了我勇气。我意识到以自己的风格前进是可以的。
学生金属材料耐久性评价实验 - 问：展望 2030 年，您希望对新生进行什么样的研究？
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- 我认为研究应该像一种爱好一样自发地进行，我想继续设定有吸引力的研究主题。 我2030年的目标是地热发电投入实际应用。我强烈希望能够继续到 2030 年之后，而不是在 2030 年结束。现在回想起来，我觉得我被选为国家项目的研究代表是因为我刚研究生毕业，所以我相信自己，信任我，我觉得我已经能够做好我的研究了。到目前为止，感谢那些指导我并联系我的人。研究中有很多情况是单靠自己的能力无法完成的。我想做的研究可以通过回馈帮助过我的人来为社会做出贡献。
与一名学生一起进行试件浸入测试（2013）
进行浸泡试验的本多雄汤田住宅的热水箱（云仙市小巴温泉）
汤大汤是一种地位类似于领主的人，负责管理温泉。
(https://www.youtube.com/watch?v=HLxJZ-m4mfI)
