冷媒の基本と冷蔵庫の歴史
今回は、冷蔵庫とかに使われている冷媒の変遷について、ちょっとお話ししてみたいと思います。
サイエンスポットは、最新の科学技術にスポットライトを当てるポッドキャストです。
ホストは、サイエントークのレンです。ということで、今週は
冷たい話ということで、冷蔵庫に関する話をひたすらしていっています。
昨日は、冷蔵庫の歴史についてちょっと話したんですけども、
今回は、その冷やすっていう仕組みそのものの進化について、
ちょっと話していきたいなというふうに思います。
まず、冷蔵庫の肝になることっていうのは、要は熱を移動させるっていうことですよね。
暑いものから冷たいものにしていくわけなので、その過程で逆に
低温側から高温側に熱が移動するっていう、そういうサイクルをうまく回して、
どんどんどんどん一部を冷やしていくっていうことが、簡単に言うと必要になるんですけど、
なので、一般的な冷蔵庫とかって圧縮する部分、凝縮する部分、膨張する部分、蒸発する部分っていう、
それぞれのパーツみたいなものがあって、その中を冷媒っていうものが伝わって、
気体から液体へ、液体から気体へっていう状態変化を繰り返して、熱を運んでいくっていうサイクルになってるんですね。
こうやって言葉で言うと結構ややこしいんですけど、
要するにその熱を伝えるっていうのはまず重要で、じゃあそれ何でやるのっていうのがものすごい重要ですよね。
例えば熱全然含まないというか、熱を溜めておけないものを使ってもずっと冷えないわけですし、
逆に溜めすぎちゃうとその機械がうまく動かなくなっちゃったりするっていうので、ちょうどいい冷媒が必要ですっていうことですね。
この冷却の冷を媒介するもの、冷たさを媒介するものが重要っていうことです。
この冷媒の歴史っていろんなもの使われてるんですけど、
結構初期の頃に冷蔵庫の冷媒として使われてたものは危ないものが多かったんですね。
例えば昨日も言ったんですけどアンモニアとか、あとは塩化メチルとか、あと二酸化イオンとか、
この辺の化学物質ってめちゃくちゃ毒で、普通に吸ったら有毒ですし、
あとは火つけると爆発する可能性があるとか、そういった危険性を持っている物質になってます。
フロンの導入とその問題
しかも塩化メチルとかって例えばめちゃくちゃ危なくて、漏えいして死亡事故が起きちゃったりとか、
ものすごい当時冷蔵庫開発して置いてあるっていう過程で起きたりもしたそうなんですよね。
最近でも塩化メチルが混入した冷媒を何か使って、それで爆発事故が起きたみたいな、
そういった事故もあったりとか、アンモニアも結構そういう大規模な事故っていうのは何回も発生していて、
要はめちゃくちゃ危ないんですよね。
じゃあどうやったら安全に物を冷やすっていうものを媒介できるかなっていうので、
発明されるのがクロロフルオロカーボン類っていうものになります。
こういうとむずいんですけど、要するにフロンですね。
フロンっていうものが使われていくっていう、これ1930年代ぐらいですね。
フロンって多分皆さん習うのは至急温暖化にすごく良くないんでしょうみたいなとか、
昔使われたけどもう今使われないよねみたいな文脈でよく聞くかなと思うんですけども、
昔は当たり前のように使ってたもので、何が良かったかって毒じゃなくて燃えないっていうことですね。
今言ったように冷蔵庫に使ってる冷やすための物質がむちゃくちゃ危ないんで、
とにかく安全でとにかく爆発しない物っていうのを突き詰めるとこのフロンに行き着いてるんですね。
実際このフロンをレリバイとして使おうとした人も安全性をアピールするために自分でフロンガスを吸ったりとか、
そういったことをやるぐらい過激なデモンストレーションをやっちゃうぐらい大丈夫ですよっていうのを打ち出していたと。
でもあとはすごい安いんですね。
クロロフルオロカーボン類、CFCとも言われるんですけど、
言ったら構成している元素の名前ですね。クロロは塩素、フルオロはフッ素、カーボンは炭素ですね。
が入っているもので、今回それ以上深くは説明しないですけど、
これが登場したことによって冷蔵庫が劇的に普及して、
アメリカの食生活を変えたっていうぐらいまで言われているものですね。
これ奇跡の物質みたいなものなんですけど、
ただこれが1974年ですね。だから発売してから44年ぐらいですか。
これオゾンスを破壊してるんじゃないかっていう可能性を指摘したと。このCFCがですね。
当時このCFC産業ってものすごい巨大になっていて、
みんな当たり前にフロン使ってビジネスしてるんで、
サイエンスフィクションだとフェイクニュースみたいな感じで反発をめちゃくちゃ受けてたということなんですけど、
これ1985年に実際もうオゾンホール、めちゃくちゃでかいオゾンホールできてるぞっていうのが発見されて、
それがフロンと紐づいて、証拠としてオゾンスを破壊してるんで、
普通に地球温暖化に直で関わってますと。
だからそれがもう分かっちゃったんで、一気に禁止するっていう方向に行って、
1987年にはもうモントリオール議定書っていうやつで、
CFCは段階的に廃止していきましょうっていうのがなってると。
ちなみにこれ指摘したローランドとモリーナっていうお二人の科学者がいるんですけど、
この人たちノーベル科学賞を受賞してたりもするんですけど、
じゃあこれ指摘してダメだって分かったので、何が原因なんだっていうことを考えたときに、
これクロロが良くないっていうのが結果的には分かったんですね。
CFCの最初のCはクロロのCですね。
だからこのCFCのクロロが除いたらいいんじゃないのっていうので開発されたのが、
HFC、ハイドロフルオロカーボン類。
クロロの代わりにハイドロが入りました。
新しい冷媒の展望と技術革新
ハイドロはもう水素ですね。
この水素は塩素含んでなくて、しかもオゾン素を破壊しないんで、
これはもう切り札だろうというふうに言われて、すごい期待されたんですけど、
めちゃくちゃ温室効果を持つガスですっていうのが分かっちゃったんですね。
これ二酸化炭素の数千倍の温室効果を持っているって言われてて、
だからオゾン素問題解決したのに、結局地球の中には結びついちゃうじゃんみたいな、
モグラ叩きの状態になってしまって、
だからこれも1回は生産されて結構使われたんですけど、
2016年の取り決めで、段階的にこれも削減していきましょうと。
これは今も続いてて、アメリカも2022年に批准してるんですけど、
この気刈り改正ってやつですね。
これ2036年までに85%HFCを削減しますって言ってるんで、
今まさにやってる最中ですね、のことです。
だからこのハイドロクロールカーボン類は未だに結構ある。
ただめちゃめちゃ温室効果あるんでダメですよっていう感じですね。
冷蔵庫とかものすごい普及する電化製品に入ってる冷媒で大騒ぎになっていて、
普通に使用してる時に漏えいしちゃったらそれも問題ですし、
あとは世界的に見ると全50%ぐらいが大気中に漏えいしてるって推定されてるんですよね、この冷媒って。
なので実際これの問題に取り組むために必要なことっていうのは、
この冷媒をまず漏らさないようにするってこと。
望ましいのはリサイクルできるとか、あとはちゃんと破壊できますとか、
もうその後害ない形にできますよとか、
そういった技術が今求められてるっていうのがここから言えますね。
なので、この冷媒の問題に取り組むためには、
逆に当時危ないって言ってたアンモニアとか、
あと二酸化炭素とかプロパンとかも逆に使えるんじゃないみたいな、
もっと安全に処理して使えるようにして、その後無毒化するとかすればできるんじゃないっていう研究開発とか、
あとはもうこういう冷媒みたいなものを使って、
熱を移動させるっていう仕組みそのものを、
変えてしまって、そういう技術ができたら、
じゃあ冷蔵庫に突きまとってくる地球音の中の問題って解決できるんじゃないですかっていうのが今ですね。
だから、今まで昨日のやつと今日の話で言いたかったことっていうのは、
結局冷やすために、
冷蔵庫の中に入れて冷やすために、
冷蔵庫の中に入れて冷やすために、
使うもの使うものがあんまり地球に良くないとか、
毒ですとか、いろんな理由で結構まだ苦戦している途中だなっていうのが、
言えるんじゃないかなっていうのは思っていて、
じゃあ冷蔵庫の中に入れて冷やすために、
冷蔵庫の中に入れて冷やすために、
冷蔵庫の中に入れて冷やすために、
言えるんじゃないかなっていうのは思っていて、
じゃあどうすんのっていうのが、
明日以降のお話につながっていくっていう感じですね。
なので今日はここまでなんですけど、
実際、冷媒を頑張って工夫してやってるっていうことの中で、
多分科学の技術革新がものすごい速さで今進んでいるので、
多分いずれ解決されるんじゃないかなって気はしてて、
それをすごく期待していて、
時期冷却とか、このエピソード話そうかなと思ったきっかけになってるやつとかもそうですし、
いろんな冷却手法が現代で開発されてるっていうのは、
割と注目してみると面白いし、
僕らが5年とか10年とか先に使ってる冷蔵庫って、
今の冷蔵庫と全然違うかもしれないんで、
それはそれで面白いですよね。
僕は結構ワクワクしてるんですけど。
ということで今回は冷蔵庫に使われているものっていうものが
どう変遷してきたのかっていう話をしてみたんですけど、
やっとこれでイントロダクションが終わったなという感じですね。
ちょうど10分ぐらいです。
やっぱり10分10分で区切っていくのもメリハリあっていいかもしれないですね。
っていうのをちょっと自分で話してて思いました。
ものすごい深くおりしてできてるかわからないですけど、
ちょっとずつ深みにいければなと思います。
ということで今回はここまでです。
サイエンスポットは平日毎日朝に日本語と英語で配信をしております。
このポッドキャストは全5回の冷蔵庫シリーズの第2回になってますんで、
残り3回も聞いてもらえると嬉しいなというふうに思います。
それでは。
