バイオディーゼルとは「生き物からとれる油から作られる」ディーゼルエンジン用の燃料です。石油からできる「軽油」に代わり、カーボンニュートラルな燃料として利用できると期待されています。

当初、アブラヤシの実からとれるパーム油など「食用の植物油」を原料にして使っていましたが（第１世代）、生産増による環境破壊や、材料の奪い合いによる食糧不足が起きる心配があるということで、現在は「食用にならない部分」を原料にしての生産（第２世代）が中心になっています。 以下は代表的な、第２世代のバイオディーゼルです。

「GX」とは「Green Transformation（グリーン トランスフォーメーション）」の略です。経済産業省の説明では、「カーボンニュートラル実現のための取り組みを通して、経済社会の変革を行い、経済成長を目指すこと」とあります。

「green」は英語で「環境に良い」「環境にやさしい」という意味を持っており、地球温暖化など環境問題の対策の場でよく使われています。例えば、燃料名に「グリーン」とついているものは「再生可能エネルギーを用いて生成された」という意味になります（「グリーン水素」「グリーンアンモニア」など）。

「略すとGTじゃないの？」と思いますが、英語圏では「Trans」を「X」と書く慣習があるため、「GX」と表記するそうです。同じ理由で、「デジタル化による改革」である「デジタル トランスフォーメーション（Digital Transformation）」は、「DX」と略します。

現在、二酸化炭素（CO₂）をはじめとした温室効果ガスの排出が、地球温暖化の一番の原因になっていると考えられています。

世界中の国々が温室効果ガス削減に取り組んでおり、日本も例外ではなく、2050年にカーボンニュートラルを実現することを目指し、2022年12月に政府により「GX実現に向けた基本方針（案）」がまとめられました。

もちろんそれ以前にも、「温室効果ガスの排出量削減」についての取り組みはなされてきました。国際的には、1992年の「気候変動枠組条約」、1997年の「京都議定書」、2015年の「パリ協定」を経ての、今回の施策になります。また、unisefで提唱されている「SDGs（Sustainable Development Goals：持続可能な開発目標） 」の達成につながる取り組みでもあります。

今まで重要視されてきた「温室効果ガスの排出を極力抑える」という目標達成だけでなく、その削減のための活動を「経済成長につなげ、世の中の仕組みや人々の意識を変革していこう」という「経済的な取り組み」と合わせて考えているところが、「GX」の現実性が強いところであり、多くの国や企業などが積極的に取り入れている理由です。

実際、国の経済政策を打ち出している経済産業省が、GX実現に向けての戦略を多く打ち出していますし（「我が国のグリーントランスフォーメーション政策 」｜経済産業省）、大手企業も賛同して挑戦表明をしています（GXリーグ ）。

政府広報でも「GXは日本のチャンス」と発信しており（「GO GX! JAPAN 」| 政府広報動画）、国として、「日本の技術」を世界的に活かす好機と捉えているのがわかります。

「超低電力・超広域」が特徴の通信ネットワークの一種です。

LoRaWANの基地局は低価格でありながら、通信距離は数キロメートルと広く、その範囲内で双方向での小規模データのやり取りができます。また情報を発信するセンサー等も超低電力で、電池交換なしで年単位での稼働が可能です。現在、スマートフォンなどの通信方法には、５Gなどの「高容量・高速」形式が多く使われていますが、それとは逆のコンセプトになります。

例えば「動画配信」などの場合は、「きれいな画質で、映像が止まることなく」ということが、視聴者のストレスがない最低限の通信条件です。その「使う人間の要望」を満たすために、ネット通信は「たくさんのデータを、速く届ける」という「高容量・高速」の技術を発展させてきました。しかし動画を見続けていると、データ容量とスマホのバッテリーの消費が早いということは、どなたも経験していることでしょう。また５Gの通信範囲は狭い、つまり遠くまで電波が届かないことが知られており、広い地域で使うとなると高価な基地局も数多く立てなければならず、費用がかさみます。

一方、IoT（Internet of Things）という「モノ同士の通信」の技術も近年、進んできています。例えばエアコンのCMで、「夏の暑い日でも、スマホでスイッチを入れておけるので、家に帰ったときには涼しく快適！」というものがありましたが、これも「モノ同士」の通信技術が発達したことにより可能になりました。

IoTの場合、通信条件としては「必要な時に、必要最低限な情報のみ」ですから、５Gのような大きな通信規格は必要ありません。こういう場面に最適なのが、LoRaWANのような「省電力長距離通信」なのです。

群馬大学理工学部でも2024年より太田市と連携して、LoRaWANの技術を利用した「超省電力広域ネットワーク」の構築を試みています（「【太田市との実証実験】LoRaWAN超低電力広域ネットワークを活用した熱中症対策について 」|群馬大学理工学部）。

窒素（N）と酸素（O）が結びついてできる物質です。「N₂O，NO，NO₂，N₂O₅」などの種類がありますが、まとめて「NOx」と表現します。

人間の活動で発生することが多く、特に「モノを燃やす」という中で、「空気中の窒素」「燃料に含まれる窒素」を基に作られる量が多くなったことで、自然環境破壊（地球温暖化や酸性雨など）や健康被害（呼吸器系疾患など）への影響が問題視されています。

対策としては、燃やすときの温度や窒素・酸素の量を調整すること、また、NOxを浄化させる触媒の開発などが挙げられます。

温暖化対策として、特に注目しなくてはならないのは「一酸化二窒素（N₂O）」です。２個の窒素原子（N）と１個の酸素原子（O）の化合物で、麻酔にも使われる「笑気ガス」としても知られます。

化石燃料やアンモニアの燃焼条件によって発生し、人間の工業生産活動の拡大による排出量も増えてきました。温室効果ガスであり、地球温暖化係数は二酸化炭素（CO₂）の数百倍です。

ただ化石燃料の燃焼以上に農業活動によって発生する率が高い物質で、土の中の微生物が肥料（窒素化合物）を分解するときに産出されます。成層圏まで上ると紫外線により分解されて一酸化窒素（NO）になりますが、その際にオゾン層を破壊することも知られています。

１個の窒素（N）と３個の水素（H）からできている無機（炭素を含まない）化合物で、独特の強い刺激のある臭いがします。昔から肥料や火薬などの原料として使われてきました。

また生き物の体の中でも作られる物質で、人間もタンパク質を分解する途中で、肝臓の働きでアンモニアを作り、尿素にして排出します。サメは体内にアンモニアを持っているので肉が腐りにくく、冷蔵技術がなかった昔でも、山地に運んで食べられていたとのこと。

空気中で燃え、しかも二酸化炭素（CO₂）を出しません。化学反応式は以下の通り。

　　4NH₃ + 3O₂ → 6H₂O + 2N₂

CO₂排出削減を考えるうえで重要な物質で、エンジンや発電タービン用の燃料としての利用研究が進んでいます。

ただ燃焼条件によっては窒素酸化物（NOx）を排出する可能性があり、対策は必要です。また同じ「燃えるガス」であるプロパンガスや天然ガス（メタンガス）に比べて「火をつけたときに、安定して燃え始めづらい」という点が課題となっています。

更にNH₃は、同じく「燃焼してもCO₂を出さない物質」である水素（H₂）を運ぶ手段（キャリア）としても、重要な物質です。

燃えやすく、しかも爆発力が非常に大きいH₂ガスを、そのまま運んだり保存したりすることは高い技術が必要であり、今すぐにたくさんの設備を整えるのは難しいでしょう。しかしNH₃は上でも書きましたが、昔から使われていた物質なので安全に運搬・保存する方法が既にできています。しかも、NH₃は「Hを3個含んでいる」ので、他の物質よりもHを多くとりだすことができるという点でも、他の物質より注目されています。

両方「アルコール」の仲間です。理科実験の「アルコールランプ」でもご存じの通り、アルコールは燃える性質があります。

　エタノールの燃焼：C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

　メタノールの燃焼：2CH₃OH + 3O₂ → 2CO₂ + 4H₂O

化学反応式で見た通り、排気ガスに窒素酸化物（NOx）を含まないので、ガソリンへのドロップイン燃料（今まで使っている燃料に、問題なく混ぜられる燃料）としての利用が進められてきています。また、製造する元の原料をバイオマスにすることでカーボンニュートラルとなり、温暖化防止への取り組みの中でも期待されている物質です。

しかしアルコールの割合をどんどん増やせばいいというわけではなく、エンジンの安全性と性能、また環境に影響がでるため、配合割合などについて検討が続けられています。

また、アルコールの種類により、性格が違うところも多くあります。

電力会社に頼らずに、電気を自分たちで作って使っている状態です。

「グリッド（grid）」とは「電気の送電網」の意味があり、そこと「繋がっていない」という「オフ（off）」が付くので、「電力会社と繋がっていない」となります。

太陽の熱を自分で蓄え、放出する働きを持つ気体のことをいいます。

太陽からの熱は地球の大気を温めて、その熱は赤外線として、また宇宙に向かっていきます。温室効果ガスは、その赤外線を大気中で自分に蓄え、更に放出し、大気の温度を上げる働きを持ちます。

温室効果ガスがない場合、地球の表面温度は氷点下になると考えられています。広く知られているのは二酸化炭素（CO₂）ですが、地球の大気に存在する割合は0.04％です。でもそのわずかな存在であるCO₂のこの働きのおかげで、地球は生命が暮らしやすい、適度な温度を保っていられていることになります。

今問題になっている「地球温暖化」は、特に産業革命以降に化石燃料を大量に使うことで、人類が排出する温室効果ガスの量が急増したことにより、大気中に熱が蓄えられる量が増えたことが原因と考えられています。つまり「温室効果ガスという存在自体が悪」という訳ではなく、その存在バランスが崩れたことが問題である訳です。そのバランスをどう戻していくか、様々な方向での技術開発での解決が求められています。

化石を元に作られている燃料のこと。長い年月をかけて、動植物の死骸が地中で変化してできたと考えられています。石炭・石油・天然ガスなどがあり、燃料や化学製品の原料として、特に近代での人類の活動の中で欠かせない物質です。

成分としては、様々な炭化水素が主ですが、硫黄（S）、窒素（N）、酸素（O）も含んでいます。燃やすと二酸化炭素 (CO₂) の他、窒素酸化物 (NOx) 、硫黄酸化物 (SO₂)も発生しますが、CO₂や、NOxの一種であるN₂Oが温室効果ガスであるだけでなく、NOxやSO₂は大気汚染・酸性雨などの環境破壊、呼吸器疾患などの健康被害を引き起こす要因となる物質です。

また化石燃料は有限であると考えられており、燃焼して発生したCO₂が自然に化石燃料へ再生されることもないため、将来へ向けた持続可能性の点からも、これからの使用量や利用方法について、早急な検討が必要となります。

カーボン（炭素：C）を原料とした触媒です。

現在、燃料電池の触媒として用いられることが多いのは白金（プラチナ：Pt）です。

Ptは化学の世界では「安定して優れた触媒」として用いられることが多い物質ですが、一般としても「錆びずにアレルギーも起こしづらい」という性質からアクセサリーに多く用いられ、そして「世の中にある量が少ないので、非常に高価」です。

カーボンアロイ触媒は、性能を落とすことなく安価にPtの置き換えとして利用することができるので、燃料電池普及とPt資源保護、合わせての効果に期待されています。

GXの説明に出てくる「カーボンニュートラル」とは、「二酸化炭素が【排出される量】と【吸収する量】を同じにする取り組み」のことを指します。

「植物は昼間、水（H₂O）と二酸化炭素（CO₂）を吸収して、光のエネルギーを使ってでんぷん（養分）と酸素（O₂）を作る」ということは、小学生の理科の授業で教わるので、皆さまご存じと思います。その働きが「光合成」ということは、中学生で習います。

化学反応式で書くと、以下の通りになります。

　　6CO₂ + 12H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6H₂O + 6O₂ （※）

このC₆H₁₂O₆は「グルコース」という物質で、これがどのような形で集まっているかで、イモなどでおなじみの「でんぷん」になったり、植物の体をつくる材料となる「セルロース」になったりします。

植物の体にある「でんぷん」や「セルロース」を作っている「グルコース」は、上で書いた通り、炭素（C）・酸素（O）・水素（H）からできています。そのCは、「光合成」で吸収したCO₂の「C」からもらっています。

逆に植物を燃やすと、グルコース中の「C」が空気中の酸素と結びついて「CO₂」になり、空気に混ざります。

　　C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O

そして、その空気中のCO₂を、また植物が光合成で吸収します（※）。

このように、植物を燃料にすることは、植物と空気の間でCO₂がお互いやり取りされる関係なので、「二酸化炭素が排出される量と吸収する量が同じ」、つまり「カーボンニュートラル」となります。

しかし、これが石油や石炭などの「化石燃料」の場合は、どうでしょうか。

化石燃料も、主に炭素（C）と水素（H）、酸素（O）からできていますので、燃やすと空気中の酸素と結びついて「CO₂」ができ、空気に混ざります。

例えば、ガソリンはいろいろな物質（主に炭素数4 - 10の炭化水素）が混ざっているのですが、例として炭素数５（n=5）のC₅H₁₂（ペンタン）で燃焼を考えると、

　　C₅H₁₂ + 8O₂ → 5CO₂ + 6H₂O

となり、CO₂が発生することがわかります。

では植物と同じく、排出されたCO₂は自然と化石燃料に戻るでしょうか？いいえ、これは自然には戻りません。また、化石燃料から排出されたCO₂を、植物は大きく余分に吸収してくれません。

なので、対策をせず化石燃料を使い続けると、空気中のCO₂も増え続けるということになります。そして、現在地球上で使われている多くは化石燃料です。「化石燃料の利用を減らす」ということも、カーボンニュートラル実現には大きな課題となります。

化石燃料由来のCO₂削減については現在、「Bio-fuel・E-fuelの利用や、アルコールのドロップインで、化石燃料を使う割合を減らす」「化石燃料利用で発生したCO₂を外に逃がさず、地中に戻す」「CO₂を更に、メタン（CH₄）などの燃料に変換させる（メタネーション）」などの技術開発が行われています。

六角形を作った炭素原子が、隙間なくハチの巣のようにつながっている、厚みが炭素原子１個分の板状の材料。この板が数多く重なっているのが、鉛筆の芯である「黒鉛（グラファイト）」です。

熱や電気を伝える力や速さに優れており、薄さから透明性と柔軟性も得られるということで、特に電気製品への活用が期待されています。

このハチの巣のような構造は「ハニカム構造」と言われ、「一定材料量を利用して、一番強度が出せる構造」であり、グラフェンの「薄く軽量だが、強度は極めて高い」という性質につながっています。

なお、グラフェンは「板状」ですが、この炭素のハニカム構造が円筒形になったのが「カーボンナノチューブ」となります。

好熱菌とは、名前が表している通り「熱がある状態」である、55℃以上で生育できる微生物です。

またメタン菌は「酸素が嫌いで、有機物からメタン（CH₄）を作る」という特性を持っています。

両方とも「古細菌（アーキア）」という、一般で言われる細菌（バクテリア）とは違う生物の種類に多く所属しています。

古細菌には他にも「高度好塩菌（塩湖など、塩化ナトリウム（NaCl）が多いところにも存在）」など、人間から見たら過酷な環境に住める種類が数多くいます。

「次世代の移動手段」のことを言います。

「モビリティ（Mobility）」には「移動のしやすさ」という意味がありますので、詳細に言うと「現在よりも更に優れている、新しい技術の移動方法」ということになります。例えば自動運転やドローン、「パーソナルモビリティ」と呼ばれる１～２人乗りの超小型電気自動車などがそれにあたり、日々開発・実用化がされています。

群馬大学でも「次世代モビリティ社会実装研究センター（CRANTS） 」にて、主に「自動運転」「スローモビリティ」について研究開発が行われています。

なお「スローモビリティ」とは、「時速20km未満で公道を走ることができる電動車、およびそれを使ったサービス」のことを指します。経済成長の中で、今まで求められてきたのは「速く、多数を運ぶ移動手段」でした。しかし地域コミュニティ内での移動では、それを極めることが一番ではなく、住人や環境に合わせた「ゆっくりと、少人数で」という移動手段も必要と見直されてきています。既存手段より省エネルギーであるスローモビリティは、更に太陽光や水力発電などによるグリーンエネルギーを利用することで、温暖化防止にも大きく貢献できます。

群馬大学理工学部がある桐生市では実際に、開発に参加した「MAYU 」が市街地で活躍しています。

自分の形を変えず、周りの化学反応を進めるのを助ける役割をする物質を「触媒」といいます。

「二酸化マンガン（MnO₂）にオキシドール（うすい過酸化水素水：H₂O₂）を加えると、酸素（O₂）が発生する」という理科の実験は、記憶にあると思います。

この場合の化学反応式は

　　2H₂O₂ → 2H₂O + O₂

となります。

「あれ？　MnO₂は化学反応に関係していないの？」となりますよね。

実はH₂O₂は不安定な物質で、「Oを離して、安定しているH₂O（水）という形になりたい！」と、ゆっくりながら自分で自身を分解しようとしているのです。理科の実験の時は、Oを離す速さを手伝う物質として「MnO₂」を入れています。このMnO₂の役割が「触媒」となります。

体の中で働く触媒は「酵素」と呼ばれ、食品の発酵や医薬品の分野でも活用しています。

なお触媒は、他の化学反応を助けるのには自分の姿を変えませんが、「触媒毒」といわれる物質と出会ってしまうことで反応し、働けなくなるということがあります。これを「触媒被毒」といいます。

燃料電池の場合、触媒毒は燃料として送られる水素（H₂）と一緒に含まれている不純物が考えられます。触媒毒の種類を見極め、被毒に耐える触媒の研究が行われています。

水素原子（H）が二つ組み合わさってできている水素（H₂）は、空気よりとても軽く、また非常に燃焼・爆発しやすいという性質があります。また下の化学反応式通り、燃やしても二酸化炭素（CO₂）を発生させませんので、温暖化防止策を考えるには重要な物質です。

　　2H₂ + O₂ → 2H₂O

2021年に開催された「東京2020オリンピック・パラリンピック競技大会」では、史上初で聖火台の燃料としてH₂が採用され、また車両や施設で燃料電池が多く活躍しました。しかも、ここで使われたH₂は水（H₂O）を再生可能エネルギーで電気分解した、製造時にもCO₂を出さない「グリーン水素」とのことで、環境や持続可能性を考慮した「新しい五輪」を印象付けたものとなりました。

但し、H₂を実際に生活の中に取り込むには、「安全性」「専用設備の新規設置」などが課題です。「爆発しやすく、しかもその威力が大きいH₂を、どのように運び保存するか」「今までに使っていた機械や設備を、どのようにH₂を利用できる形に変えていくか」を検討する必要があります。

なお、以前は浮かぶ風船の中に水素ガスを使っていましたが、危険ということで日本では禁止され、現在では安全なヘリウムガス（He）が使われています。

石油は化石燃料の一種で、炭化水素の他、硫黄（S）、窒素（N）、酸素（O）も含む油。石油は精製することで、「天然ガス」「ガソリン」「灯油・軽油」などに分けられます。

植物の体を作っている物質です。

その存在比は樹木の場合、40～50％が「セルロース」、20～25％が「ヘミセルロース」、20～35％が「リグニン」と言われています。

リグニンは他の２つとは異なり、フェノール性化合物です。木質素ともいいます。

中に液体がなく、固体の物質のみで電子のやり取りができる電池のことです。

「レモンに金属板を刺して電池が作れる」という実験を見たことがありますか？

レモンを半分に切って、銅と亜鉛の板を一枚ずつ刺し、その間に電気コードと電球をつなぐと、電球が光るものです。

この原理ですが、レモンの果汁の中で亜鉛が溶けて亜鉛イオン（Zn²⁺）と電子（e^-）に分かれ、e^-が電気コードを伝わって銅の方に移動します。このe^-の動きが「電流」となり、電球が光るわけです。

このレモン電池に大事なのは「亜鉛を溶かすレモン果汁」、つまり「電解質の存在」です。今まで発明された多くの電池の仕組みは、まず「電解質が液体である」ことが大事でした。レモン電池も、乾燥したレモンピールで試しても成功しません。

しかし近年、電解質部分も固形にした「全固体電池」が求められるようになりました。化石燃料から電気にエネルギー利用を変えていく必要が出てきた中で、大容量でなおかつ安全な電池が必要と考えられているためです。

例えば液体電解質の場合、漏れの心配や構造上の課題での故障がありますが、固体電解質にするとその問題は解消されると考えられています。

炭素原子（C）と水素原子（H）による化合物。構造で一番単純なものはCが一つのメタン（CH₄）で、炭素数が増えていく毎に結合の形も複雑に変わっていくことが特徴です。例えば、Cがあと１つ増えた「Cが２個の炭化水素」となると、一気に数が増えて３種類になります。Cの数は変わらなくても、Hの数と形はかなり変わることがわかります。

メタン（CH4）	エタン（C2H6）	エチレン（エテン）（C2H4）	アセチレン（エチン）（C2H2）

この後、「Cが３個の炭化水素」はCが２個の時と同じ３種類ですが、更にもう一つCが増えた「Cが４個の炭化水素」となると、また数が増えて８種類になります。「Cが16個の炭化水素」にもなると、例えばすべての結合が単結合（－）のみ（二重結合（＝）や三重結合（≡）を持たない）である「ヘキサデカン（C₁₆H₃₄）」だけでも10,000個以上の形が違う種類（異性体）が存在します。

また、炭化水素の状態は大まかにいうとCの数で変わり、目安としては常温常圧だと、Cの数が１～４くらいまでは気体、５～17くらいまでは液体、それ以上は固体となります。化石燃料である石油や天然ガスは、いろいろな種類の炭化水素が混ぜ合わさったものですが、このそれぞれの特性を利用して精製することで、様々な性質の燃料を取り出すことができます。

「脂肪酸」とは炭素（C）、水素（H）、酸素（O）からできていて、名前の通り体についている「脂肪」に大きくかかわっている物質です。

脂肪酸の種類は長さで分けることができるのですが、一般に食べられている油脂（オリーブオイルやラードなど）は「長鎖脂肪酸」、その半分ほどの長さのものは「中鎖脂肪酸」と呼ばれます。

中鎖脂肪酸にはカプリル酸、カプリン酸などがあり、ココナッツなどのヤシ科植物や牛乳、母乳にも含まれています。この中鎖脂肪酸100%で作られているのがMCTオイル（MCT：Medium Chain Triglyceride）で、近年食卓でもおなじみになっています。

炭素の数が８～12でできている中鎖脂肪酸は水になじみやすく、吸収された後分解されやすいとされ、生活習慣病改善などに効果があると期待されています。

１個の炭素原子（C）と２個の酸素原子（O）による化合物。炭酸飲料のシュワシュワの泡やドライアイスの原料としても、身近に感じることができます。また、理科の授業でもおなじみの物質です。

存在確認（石灰水にストローで息を入れると濁る）：Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O（水酸化カルシウムが炭酸カルシウムになって白濁します）

燃焼（アルコールランプを燃やす）：2CH₃OH + 3O₂ → 2CO₂ + 4H₂O

実験的製法（石灰石に薄い塩酸を入れる）：CaCO₃ + 2HCl → CO₂ + CaCl2 + H₂O

光合成：6CO₂ + 12H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6H₂O + 6O₂

空気中に0.04%含まれており、その温室効果ガスとしての働きで、地球の大気は適温に保たれてきました。

しかし、近代の産業活動で化石燃料の使用が莫大に増え、それにより大気中のCO₂濃度が上がったことで地球温暖化が引き起こされたと考えられているので、排出・循環対策が急務になった物質です。物質の温暖化能力を示す「地球温暖化係数（GWP）」という指標がありますが、これはCO₂を基準の「１」として表しています。

温暖化対策の中で「カーボンニュートラル」が注目されていますが、これは「CO₂が【排出される量】と【吸収する量】を同じにする取り組み」で、「カーボン」は「CO₂中のC（Carbon）」を指します。

「水素（H）」と「酸素（O）」を化学反応させて、電気を発生させる仕組みの電池です。

燃料電池の仕組みは「酸化還元反応」を利用していますが、簡単に言うと「水の電気分解」の逆になります。

水の電気分解は中学校の理科で習いますが、言葉通り「水(H₂O)に電気のエネルギーを与えて、水素（H₂）と酸素（O₂）に分解する」というもの。化学反応式は以下の通りです。

2H₂O → 2H₂ + O₂

一方、燃料電池の中では、これと逆の反応が起きています。「H₂とO₂を化学反応させて、H₂Oと、電気のエネルギーを取り出す」というものです。化学反応式も逆になります。

　2H₂ + O₂ → 2H₂O

つまりCO₂を発生させず、エネルギーを取り出すことができます。O₂を空気中から得て、H₂は再生可能エネルギーを利用して得られる「グリーン水素」にすれば、カーボンニュートラル達成に有効となる仕組みです。

燃料電池は「エネルギーの高効率利用システム」として実用化が進んでおり、自動車では「燃料電池自動車（FCV）」として、また家庭用には「エネファーム」として普及しています。

生物資源（bio）と量（mass）を合わせた言葉で、「再生可能で、今生きている生物から得られる有機物」「枯渇しない、生物からできた有機物。但し化石燃料を除いたもの」です。

生物、特に植物から得られる有機物（構造に炭素（C）を持っている化合物）は、光合成によって植物の中で作られるものなので、太陽光と水、二酸化炭素（CO₂）、そして生きた植物がある限り、繰り返し作られ使える資源（再生可能）と考えられています。

「化石燃料」も「昔の動植物の死骸が、長い時間をかけて変化したもの」と考えられており、すると「生物由来の有機物」となりますが、こちらは燃やして発生したCO₂が自然に化石燃料に戻ることはない、つまり「再生可能」ではないので、「バイオマス」ではありません。

サトウキビは砂糖の原料になるショ糖を絞ると、全体の25％が繊維として残りますが、その繊維を「バガス」といいます。その成分は「セルロース」「ヘミセルロース」「リグニン」で、現在は主に紙や家畜飼料の原料として使われています。

カーボンニュートラルの点でも注目されている材質で、バガスを原料とした紙は「バガス容器」として、フードデリバリーの使い捨て容器などで、近年活用されています。

４つの炭素と１つの酸素の化合物で、五角形になっている構造が特徴です。食品に含まれていることで知られ、トウモロコシの芯やバガスといったバイオマスより取り出せます。

ちなみに、高校化学で登場する六角形は「ベンゼン」ですが、これと同じ「芳香族炭化水素」の仲間です。

100％バイオマスを原料としたプラスチック。

現在、「ペットボトル」の原料として主流となっているのはポリエチレンテレフタレート（PET：Polyethyleneterephthalate）です。「ペットボトル」の「ペット（PET）」も、ここから由来しています。

PETは「透明性があり、軽くて加工しやすく、食品に対して安全性が高い」、そして「リサイクルしやすい」という利点があります。再加工によって他の製品に転化しやすいこともあり、ペットボトルのリサイクルが循環化社会への意識づけの基になった部分は大きいと思われます。

ただし、PETは原料が石油であり、長い目で見れば環境への影響は避けられません。

ポリエチレンフラノエート（PEF）の場合、原料は完全にバイオマスです。PETに似ており、それ以上に容器として優れている特性もあるため、更に発展して使える可能性があります。

なお「バイオPET」というものもありますが、これは「PETを作る材料の一部に、バイオマス由来のものを使っている」ということなので、PEFとは異なります。

ダムなどの大きな設備を使わず、身近な水の流れを利用した発電のことを指します。

発電量としては、「新エネルギー利用等の促進に関する特別措置法（新エネ法）」では、「出力1,000kW以下の小規模な水力発電」を「小水力発電」と定義しています。

例えば、農業用水路、道路脇の側溝、上流域の小さな川など外だけでなく、工場や浄水場などの設備、また一般家庭の排水路や下水路など、「水の流れ」があれば設置できる可能性があり、設置費用も規模も大きくありません。

また稼働時に二酸化炭素（CO₂）を排出しません。水素（H₂）やアンモニア（NH₃）などは燃焼してもCO₂を出しませんし、バイオマスを原料としたBio-fuelなどはカーボンニュートラルを考えるうえで重要な燃料です。しかし燃焼時の計算でCO₂排出を減らせても、それらの燃料を製造する過程でCO₂を排出していては、元も子もありません。

水力発電のような再生可能エネルギーを利用した、製造過程でもCO₂を排出しない「グリーンエネルギー」が求められてきている今、たとえ小規模でも環境に優しい発電の力が必要とされています。

二酸化炭素（CO₂）と水素（H₂）から、メタン（CH₄）を合成する技術のことです。化学反応式では、以下の通りになります。

　　CO₂ + 4H₂ → CH₄ + 2H₂O

例えば、化石燃料である天然ガスは、成分の多くはCH₄であり、都市ガスの原料として使われています。都市ガスを使うとCH₄が燃焼して、CO₂が発生します。

　　CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

ここで発生したCO₂を、またCH₄に戻す技術が「メタネーション」です。

メタネーションを利用すれば、天然ガス燃焼で発生したCO₂をまたCH₄に戻し、それを天然ガスに置き換えて利用することができるという「カーボンニュートラル」が実現します。「置き換え」が可能なので、設備などを変更する必要がなく、経済的でもあります。

更に、合成に使うH₂もグリーン水素、つまり「再生可能エネルギーを利用して作った水素」にすれば、もっと温暖化防止を進めることになります。H₂は「水の電気分解（2H₂O → 2H₂ + O₂）」で作れますので、その電気を太陽光発電などを利用した「再生可能エネルギー」由来のものにすることで可能です。

１個の炭素原子（C）に、４個の水素原子（H）が結合してできた炭化水素です。常温では気体で燃焼しやすく、天然ガスの主成分として知られています。

メタン菌を使った発酵でバイオマスより取り出す（メタン発酵）、また二酸化炭素（CO₂）とグリーン水素（H₂）から合成できるなど（メタネーション）、天然ガスを原料とした都市ガスの代替燃料になり得るということで、カーボンニュートラルを考える上で重要な物質として注目されています。

しかしCH₄自体も温室効果ガスであり、しかもその温室効果はCO₂よりもはるかに大きいと考えられているので、管理には注意が必要です。

また、「農畜産業」での排出が多いことでも知られます。牛や羊のげっぷにCH₄が多く含まれていることが一時期話題になりましたが、他の家畜の糞尿にも多くのCH₄が含まれています。また、水を張った状態の田の泥などで、嫌気性菌であるメタン菌が活性化することでCH₄が発生します。但し、糞尿はバイオマスとしての資源価値が注目されており、メタン発酵による活用を進めようとしています。

「酸素が嫌いで、有機物からメタンを作る」という特性を持つメタン菌を利用し、バイオマス資源からメタン（CH₄）を作り出すことです。「カーボンニュートラル」だけでなく、地域内でのエネルギーや資源の循環活用に貢献できると期待されています。

バイオマス資源の中には、汚泥や動物の糞尿など「臭い」が問題となるものも多くあります。しかしメタン発酵の場合、メタン菌は酸素が無いところこそ元気に活動しますので、完全に空気の入れ替えがない場所で発酵を行うことができ、それゆえに臭いが外に漏れることがありません。

CH₄を取り出した後のバイオマスの残りも、アンモニア（NH₃）と水分を取り除くことにより、安定した固形燃料へ変換させることができます。