傳遞來自大海的聲音的人們
傳遞來自大海的聲音的人們
以人為導向、以人為本的地熱能研究思考
海洋工程學院海洋電子機械工程系副教授森田元明
人們引導我並聯絡我，
地熱能研究的思考
海洋工程學院海洋電子機械工程系副教授森田元明
保障能源安全是我國面臨的迫切問題。
從事地熱發電研究的森田教授20多歲時開始擔任國家計畫的研究代表。然而，他表示該項目並未完全達到其目標。透過認識各種各樣的人並累積經驗，我不斷從新的角度進行研究，以實現我的目標。溫泉地區「湯之花」的研究也與地熱發電有著密切的關係。
傳記
森田元明（森田元明）
學術集結海洋電子與機械工程系副教授
橫濱國立大學工學部畢業，並在該研究生院工學研究科完成博士課程。
2012年獲得博士學位（工學）。
國立材料科學研究所研究人員，
橫濱國立大學工學研究科特別研究員
擔任日本學術振興會特別研究員後，
2012年任東京海洋大學海洋工學部助理教授。
2018年起任東京海洋大學副教授。
森田元明（森田元明）
海洋電子與機械工程學術研究部
副教授
橫濱國立大學工學部畢業，並在該研究生院工學研究科完成博士課程。
2012年獲得博士學位（工學）。
國立材料科學研究所
研究人員，
橫濱國立大學工學研究科
工程學院特別研究員和
獨立行政法人日本學術振興會
擔任特約研究員後，
2012年任東京海洋大學海洋工學部助理教授。
東京海洋大學研究所 2018年起
副教授。
- 問：你屬於什麼部門？
↓
- 海洋電子與機械工程系進行船舶機械和海員訓練相關的研究與發展。由於船舶系統完整，需要研究的領域廣泛，既需要一般的機械知識，又需要電氣知識。該部門匯集了金屬材料、引擎等設備、資訊通訊等各領域的專家。
您可能會感到困惑，因為有太多東西需要學習，但不要擔心。儘管這可能很困難，但您將獲得廣泛的知識，並且會很高興您以後做到了。因為我們的班級規模較小，所以學生和老師之間的距離很近，一旦您入學，我們的老師會細心地教導您基礎教育和其他方面的知識。在我的實驗室中，我還嘗試盡可能仔細地教授專業內容。
此外，通過AO入學考試進入的學生從通過入學考試到進入大學都有機會學習數學、物理和英語。
在這個部門，您可以透過全員參與的船上培訓來了解群體生活，並可以實際看到、觸摸和操作船舶。即使在研究材料時，您也可以深入了解這些材料在船上的用途和用途，從而提高學習效率。
很多人進入職場後都是第一次使用實際機器，所以能夠先體驗一下是一個很大的優勢。此外，透過小組生活，學生學習禮儀和溝通技巧。看來很多同學在找工作的時候都意識到這些東西的價值了。與其他大學的學生不同，航海學院的學生能夠向他人談論自己的真實經歷，而他們的特點之一就是善於與人打招呼。
在研究方面，我們擁有在各個領域具有高度專業知識的教職人員，並且許多學生繼續進入研究生院以獲得該領域的專業知識，然後利用他們的專業知識找到工作。 - Q：您教什麼類型的課程？
↓
- 負責短艇訓練（海洋電子與機械工程系一年級）、金屬材料科學（海洋電子與機械工程系第二年）、機電工程實驗（海洋電子與機械工程系，第三年）。
詳細解釋一下金屬材料科學，金屬材料有鐵、鋁、鈦等多種類型，它們被設計成微米級和奈米級，以最適合其應用的地方。 。例如，就汽車而言，用於框架的鐵（鋼）被設計為堅固，用於外板的鐵（鋼）被設計為易於加工。另外，通常所說的不銹鋼材質，其正式名稱為不銹鋼，是鐵（鋼）設計的，具有抗生鏽的能力。鐵（鋼）給人的印像是容易生鏽，但可以對其進行設計以使其耐腐蝕。透過添加少量元素或透過冷卻或加熱金屬可以顯著改變金屬的性能，因此我們使用這種方法。這在某種程度上就像做飯一樣。金屬也會發生同樣的情況，味道會根據鹽或熱量的多寡而發生巨大變化。就鐵（鋼）而言，如果鐵中含碳量為 0.1%，強度可比含碳量為 0.4%（以重量計）增加一倍以上。如果您查看表面結構的照片（位於文字中間，如下），您可以看到根據內容率的差異。看起來黑色的部分是硬的部分，看起來白色的部分是軟的部分。例如2%的線材（照片中的Fe-0.8%C），有許多發黑的部分，用於鋼琴線等，對強度有要求。更準確地說，這個黑色部分放大後呈現條紋狀，稱為珠光體組織。
碳鋼表面組織照片：碳含量稍有變化，微觀形貌就會改變（單位：質量%）
船舶經常使用金屬材料，主要是鐵（鋼）。透過了解包含多少元素以及進行了何種處理，您可以為您想要應用的區域選擇最合適的材料。另一方面，做出錯誤的選擇可能會導致嚴重事故。為了避免這種情況的發生，本課程旨在幫助學生掌握金屬材料微奈米設計所需的知識。在實驗中，我們了解了微奈米設計的觀察方法，最近我們也在使用影像辨識技術。這是利用計算機確定微米級和奈米級結構的嘗試。順便說一句，在我負責的短艇訓練中，我會往返於台場的彩虹橋和校園的池塘之間。雖然很累，但是需要團隊合作，所以我認為這會產生團結感。 - Q：您正在進行什麼類型的研究？這項研究有什麼有趣的地方？
↓
- 我們主要研究有助於增加發電量和擴大地熱發電的材料的開發。地熱發電是海水或雨水積聚在地下深處，被岩漿加熱，帶到地面以上的高溫高壓狀態，水變成蒸汽，用來帶動渦輪機旋轉發電。系統。提取的水返回地下，並可以在整個循環中繼續用作可再生能源。地熱發電的問題在於規模。※（水垢）形成。問題在於水垢在管道上堆積，使水通過的路徑變窄，減少了可取出和返回的水量，並減少了發電量。
地熱發電廠的實際管線被水垢堵塞
雖然已經考慮注入化學物質來控制水垢，但我正在考慮盡可能不使用化學物質或使用環保化學品的方法，以達到環保目的。在我的實驗室中，我們正在研究沉澱的水垢材料以及水垢如何黏附在表面上。此外，由於實驗室環境和現場的沉澱水垢特徵不同，我們的目標是在實驗室中模擬當地環境。我們相信，如果我們能夠在實驗室中重現這一點，研發的速度將會提高。
世界第一！可在實驗室模擬局部尺度的裝置
從地下提取高溫水的溫泉也可能發生類似的管道堵塞。以溫泉為例，它們被稱為“湯之花”而不是“水垢”，但最近，由於經營溫泉的人老齡化以及人手不足，清理管道變得困難（去掉溫泉），為了繼續溫泉生意，我覺得這也是一個必要的研究。這項研究的有趣之處在於，儘管溫泉和湯花在日本早已為人所知，但它們的黏附機制仍不清楚。有人告訴我，研究是沒有意義的，因為泉水的品質因觀察區域而異，起初我認為很難理解水垢形成的機制，因為我們面對的是自然。然而，隨著我持續研究很長時間，我開始看到一些規律。最近，我一直在研究哪些物質首先附著在表面上。透過這項研究，當我第一個知道別人還不知道的東西時，我感到一種成就感。此外，這項研究的實地測試經常在雲仙、由布院、熱川等溫泉地區進行，此時泡溫泉也是樂趣之一。
水垢：積聚在地下深處的高溫高壓水被礦物質包圍，這些礦物質溶解並與水混合。當這些水被帶到地表時，溫度和壓力下降，從而降低了水的溶解度。不再溶解的礦物質沉澱在水中，稱為水垢。在溫泉地區也被稱為“湯之花”。
- Q：是什麼讓您決定進行這項研究？
↓
- 2011年東日本大地震後，我認識到地熱發電的研究和開發對於擁有世界第三大地熱潛力的日本來說是必要的。為了擴大地熱發電的引進做出貢獻，我決定開發抑制水垢附著的材料。挑戰開始了。當時恰逢國家研發項目公開徵集“地熱發電技術研究開發項目”，我就申請了，並有幸入選。當時我才20多歲，作為研究代表負責一個國家計畫是令人興奮和新鮮的，但存在實驗室環境和當地溫泉水差異等問題，還不足以滿足計畫目標沒有實現。我對此感到有一種責任感，當時我認為完成研發或學術上的追求會很困難，所以我想在專案結束後就退出研發。正當我有這樣的感覺時，我被要求給我們正在進行現場測試的溫泉區的人們做一次講座，我對所沉澱的物質進行了介紹。最後，來自溫泉區的代表泉區給了我一些結束語，所以，當一百多人點名要求我繼續研究時，我決定繼續研究，心想我不能背叛他們。我以為搞研究會很困難，但我利用國家計畫的經歷，改變了思路，繼續研究，而且進展順利。我也覺得知道如何在實驗室中重建當地環境很重要，這也與我目前的研究有關。
講座：雲仙地熱研討會 - 問：您的研究涉及多少個永續發展目標？
↓
- “第七：讓每個人都能獲得清潔能源。”擴大地熱發電作為再生能源的引進。由於地熱發電廠遠離市區，我們認為地熱發電可以有效分散風險，例如在災害發生時可以作為緊急電源。地熱發電熱源也有助於保障飲用水。此外，如果能夠實現日本目前正在研究和開發的利用超臨界水的超臨界地熱發電，據說發電量將發生巨大變化。在進行這項研究時，有必要了解地熱發電廠的機制，這不僅有助於水處理製造商的工作，也有助於設備製造商和材料製造商的工作。事實上，我們目前正在與一家公司合作開發一種可用於地熱發電的熱交換器。為了實現這一目標，我們目前正在研究各種問題。我認為這也與「第八條：體面勞動和經濟成長」、「第九條：為產業和技術創新奠定基礎」、「第十七條：透過夥伴關係實現目標」有關。 數字7和8與區域振興有關。我特別看重9號的夥伴關係。如果沒有其他人的合作，就不可能進行現場測試地點和樣本採集。我相信迄今為止我能夠繼續我的研究的原因是我與人們建立的聯繫。
與溫泉區的人們一起參觀地熱發電廠
正在研發的可減少水垢影響的熱交換器的實驗 - Q：身為研究員，您未來的目標是什麼？
↓
- 身為研究員，我未來的目標是培育後代。為了實現永續發展的社會，我們需要能夠將我們正在進行的研究與未來連結起來的人力資源。為了維持這一點，我們需要培養出引領我們走向未來的人力資源。我認為，如果我的研究內容不一樣的話會更好，而且我們需要培養出能夠創造某種創新的人力資源。在我進行研究的同時，我希望培養能夠進行自己的研究並激勵我的人。我對許多不同的事物感興趣，而不是繼續做同樣的研究，我想一直追求我在研究中感興趣的新事物。透過目前與企業的共同研究，我能夠追求新事物，所以我想發展它。曾經有一段時間，我想知道這種不斷解決新事物的研究是否是正確的方法，所以我研究了其他研究人員是如何進行他們的研究的。當時，一位年輕時也有類似擔憂的、獲得過諾貝爾獎的教授告訴我，當他在演講中問他一個問題時，他的話語讓他受到鼓舞，「任何重要的研究」有趣就好。 「我意識到按照自己的風格進行下去是可以的。
學生金屬材料耐久性評估實驗 - Q：展望2030年，您希望對未來入學的學生進行什麼樣的研究？
↓
- 我相信研究是我自發性的事情，就像一種嗜好，我想繼續建立有吸引力的研究主題。 我們的 2030 年目標是實現地熱發電商業化。我強烈希望能夠繼續到 2030 年後，而不是在 2030 年結束。當我回想起自己被選為國家計畫研究代表的事實時，我認為儘管我剛從研究生畢業，但他們還是信任我，委託給我這個任務。我也感謝人民我有一個強烈的願望，並且我覺得我能夠做到現在為止的研究，因為人們引導了我，連結了我。研究中有很多情況是單靠自己的能力無法完成的。我想進行能夠為社會做出貢獻並回饋過去幫助我的人的研究。
與學生一起進行試件浸入測驗（2013）
進行浸泡試驗的本多雄湯田住宅的熱水箱（雲仙市小巴溫泉）
湯大佑是個類似守護溫泉的領主的人。
(https://www.youtube.com/watch?v=HLxJZ-m4mfI)
