水素エネルギー,水素燃料|新たな資源なるか?

スポンサードリンク

2014年12月、新潟沖でメタンハイドレートが採掘されたことは記憶に新しいと思います。

そのメタンハイドレートに続き、水素エネルギーにも期待の目が向けられています。

 

水素エネルギーとは

燃料として利用する水素を「水素エネルギー」または「水素燃料」と呼びます。

そもそも水素ですが、これは宇宙でもっとも多く存在する元素なのです。

水素224e09dec7-300x300

 

地球上で最も軽い、無色無臭の気体です。宇宙に最も多く存在する基本元素であり、地球上では水などの化合物の状態で存在します。

引用元:http://www.noe.jx-group.co.jp/company/rd/h_station/energy.html

 

水素エネルギーはクリーン

水素ガス(H2)は燃えても水(H2O)しかできないため、地球環境へ負荷の小さい優れた燃料として期待を集めてきた。

引用元:https://sangakukan.jp/journal/journal_contents/2010/10/articles/1010-04-4/1010-04-4_article.html

 

水素エネルギー、水素燃料

化学の授業っぽくなってしまいますが、物質が燃えると酸素(O2)と結びつきますよね。
よって水素が燃えると水(H2O)になり、二酸化炭素(CO2)は発生しないのです!
それゆえクリーンで地球に優しいエネルギーとして注目されているのです。

スポンサードリンク

 

水素エネルギーはどんな燃料になる?

燃料電池は、水素を燃料として使う装置の代表例だ。水の電気分解の実験はよく知られているが、そこでは、電気のエネルギーによって、水(H2O)から水素ガス(H2)と酸素ガス(O2)がつくり出されている。燃料電池は、これとちょうど反対の反応を利用したものだ。つまり、水素ガスと酸素ガス(大気中)を反応させ、電気エネルギーを生み出している。

引用元:https://sangakukan.jp/journal/journal_contents/2010/10/articles/1010-04-4/1010-04-4_article.html

水素エネルギーを使った場合、排気ガスはなんとなんです!

水素エネルギー、水素燃料

 

地球に優しいわけですね。

 

この「水素燃料電池」をもっとも活用できるのは、自動車産業だといわれています。

燃料電池の優れた点は、エネルギー利用効率が最大40%と非常に高いところ。ちなみに現在のガソリンエンジンは、せいぜい10数%でしかない(プリウスのようなハイブリッド車はもっと高い)。

引用元:https://sangakukan.jp/journal/journal_contents/2010/10/articles/1010-04-4/1010-04-4_article.html

 

 

電気自動車(EV)と燃料電池自動車を比べてみると、いずれもモーターで走る点は共通であるが、EVの場合は電池容量の限界から、比較的短距離しか継続運転ができない。しかし、2009年6月に米国トヨタがカリフォルニアで行った試験走行のように、燃料電池自動車なら、700kmくらいの継続運転が可能である。ここが最も重要なポイントだ。

引用元:https://sangakukan.jp/journal/journal_contents/2010/10/articles/1010-04-4/1010-04-4_article.html

電気自動車を上回る性能!

水素は大きな体積を圧縮して小さくすることができ、同じ力を出すためのガソリンと比べると非常に軽いという特性があります。

引用元:http://www.noe.jx-group.co.jp/company/rd/h_station/energy.html

走行距離が電気自動車より長いのは、体積を圧縮することで多くの水素エネルギーを蓄積できるから。

 

水素エネルギーの課題

地球に優しいエネルギーとして期待を集めている水素エネルギー。

その一方で、大きな課題もあるのです。

プロトタイプとして存在する現在の燃料電池自動車では、燃料タンクは、炭素繊維強化プラスチックでつくられ、その中に、水素ガスを数十メガパスカルという高圧状態にして入れている。

引用元:https://sangakukan.jp/journal/journal_contents/2010/10/articles/1010-04-4/1010-04-4_article.html

プロトタイプとは「原型」の意。

量産する予定のものを、問題点を探るためにとりあえずつくられた原型のことです。

このタンクに水素ガスを供給する場合は、特殊なノズルを補給口に密着・接続する。そして水素ポンプから燃料が供給されるが、広く使われるようになった場合、その安全性確保、人為ミスの回避手段などが必要になる。

引用元:https://sangakukan.jp/journal/journal_contents/2010/10/articles/1010-04-4/1010-04-4_article.html

安全面の問題ですね。

スタッフの技術が求められます。

水素エネルギー、水素燃料

 

水素燃料タンクに代わる技術の可能性として、水素吸蔵合金などの基礎研究がいろいろと進められてきた。多孔質のゼオライトなどが候補として挙がっているが、よりいっそうの技術革新が期待されている。なお、液体水素(マイナス253℃)を使う考えもあるが、極低温状態を保つことなど課題が多過ぎると見られる。

引用元:https://sangakukan.jp/journal/journal_contents/2010/10/articles/1010-04-4/1010-04-4_article.html

私たちが日常的に使えるエネルギーになるには課題が多そうですね。

 

水素は安全?

実用化に向けて試行錯誤がなされている水素エネルギー。

さて、そもそもの話になりますが水素は危険ではないのでしょうか?

水素エネルギー、水素燃料

 

水素に対して、“引火しやすい”“爆発するのでは”といったイメージを持つ方もいるようです。しかし、水素は、一般に使われているガソリンや天然ガスなどと同様に、誤った使い方をすれば危険ですが、正しく使えば安全なエネルギーです。

引用元:http://www.noe.jx-group.co.jp/company/rd/h_station/energy.html

大切なのは水素を漏らさないこと!

万が一漏れた場合、近くに火種があると引火・爆発の可能性があります。ただし水素には、空気より軽く、拡散のスピードが非常に速い性質があるので、漏れても瞬時に上方に拡散して引火の危険性は低くなります。

引用元:http://www.noe.jx-group.co.jp/company/rd/h_station/energy.html

例えばガソリンのような液体ですと、炎はまず床をはうようにして燃え広がります。

水素は上へ上へと拡散するので、横へ炎が燃え広がる可能性は高くありません。

水素爆発って起こるの?

水素爆発は普通では起こらない!

まして、水素が“爆発”するのは、密閉された空間内で水素と空気が所定の比率で混ざり、そこに火種があるという特殊な条件が揃った場合に限られます。

引用元:http://www.noe.jx-group.co.jp/company/rd/h_station/energy.html

福島の原発がこのケースなのではないでしょうか。

 

よほど悪い条件が重ならなければ、水素は私たちにとってそれほど危険なものではありません。

安心

メタンハイドレートとともに新たな資源として活用できるといいですね!

スポンサードリンク

コメントを残す

このページの先頭へ