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技術士の過去問 令和4年度(2022年) 基礎科目「環境・エネルギー・技術に関するもの」 問4

問題

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水素に関する次の記述の、(   )に入る数値及び語句の組合せとして、適切なものはどれか。

水素は燃焼後に水になるため、クリーンな二次エネルギーとして注目されている。水素の性質として、常温では気体であるが、1気圧の下で、( ア )℃まで冷やすと液体になる。液体水素になると、常温の水素ガスに比べてその体積は約( イ )になる。また、水素と酸素が反応すると熱が発生するが、その発熱量は( ウ )当たりの発熱量でみるとガソリンの発熱量よりも大きい。そして、水素を利用することで、鉄鉱石を還元して鉄に変えることもできる。コークスを使って鉄鉱石を還元する場合は二酸化炭素(CO2)が発生するが、水素を使って鉄鉱石を還元する場合は、コークスを使う場合と比較してCO2発生量の削減が可能である。なお、水素と鉄鉱石の反応は( エ )反応となる。
   1 .
ア:−162  イ:1/600  ウ:重量  エ:吸熱
   2 .
ア:−162  イ:1/800  ウ:重量  エ:発熱
   3 .
ア:−253  イ:1/600  ウ:体積  エ:発熱
   4 .
ア:−253  イ:1/800  ウ:体積  エ:発熱
   5 .
ア:−253  イ:1/800  ウ:重量  エ:吸熱
( 技術士 第一次試験 令和4年度(2022年) 基礎科目「環境・エネルギー・技術に関するもの」 問4 )
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この過去問の解説 (1件)

1

今後重要となる、水素エネルギーに関する基本的な問題となります。

水素は、−253℃まで冷却すると液体となり、1/800の体積となります(液体水素専用の運搬船などに活用)。また発熱時は、ガソリンより発熱量で有利です。

なお水素と鉄鉱石の反応は吸熱反応となります。

選択肢5. ア:−253  イ:1/800  ウ:重量  エ:吸熱

本選択肢が正解です。

まとめ

水素運搬船や水素還元製鉄などは、今後の展開が期待されており、本問題のような基礎出題が今後増えるものと予想されます。

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