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*&ruby(ねんりょうでんち){【燃料電池】}; [#g197d0c1]
Fuel Cell.~
外部から供給した水素と酸素を反応させて電気を発生する[[電池]]。電気分解の逆を行って電子を取り出す。~
外部から水素と酸素を供給する必要があるが、水素はあらゆる化石燃料に豊富に含まれているため、多くの燃料を使用できる(純水素は危険で保存が難しいため、メタノール等を用いることが多い)。酸素は通常、大気中から取る。~
燃料電池は主に電解質の違いによって種類分けされている。電解質によって作動条件(温度)が大きく異なるため、一般用・小規模・大規模発電と用途によって違ったものが使われると思われる。~
水素と酸素を反応させて水を生成し、その過程で生じた電気を取り出す[[電池]]。~
純粋な水素は危険で保存が難しいため、水素保有量の多いメタノールを用いる事が多い。~
~
近年様々な所で注目されているのは一つは環境問題によるところである。~
世の中のエネルギーはほぼすべてを化石燃料の燃焼に頼っているが、生成・放出される二酸化炭素や窒素酸化物などによる環境汚染が避けられない。~
一方、燃料電池では反応生成物が水でクリーンであり、可動部分が無く信頼性が高い。~
工業規格としては電解質の違いによって種類分けされている。~
電解質によって作動温度が大きく異なるため、用途や出力によって個別の設計が必要とされる。

**工業用途 [#i25e229a]
燃料電池は比較的新しく登場した未発展の技術であり、今後の発展が待たれている。~
少なくとも現代の技術水準では、経済的費用においても環境負荷においても、燃料電池では[[内燃機関]]に抗し得ない。~
現代の技術で水素燃料を生産する最も経済的な手段は、ガソリンを精製して水素を取り出す事だからだ。~
製造工程があまりにも非効率なため、産業全体で見ればガソリンを直接[[内燃機関]]で燃やした方が水素燃料より効率的である。~
~
もう一つは[[電池]]の容量の問題である。~
一次・二次電池は手軽ではあるがエネルギー密度が低く、化石燃料に遥かに及ばない。~
燃料電池は勿論充電は出来ないが小型でも動作し、稼動時間を一時的に伸ばす用途として適していると考えられている。~
実際の用途としては、大規模発電から家庭用分散電源(含廃熱利用)、電気自動車の電源、携帯機器用バッテリ等が考えられている。~
また、宇宙船・惑星探査機用の電源としての利用法もある(別途酸素を積む必要がある)。~
反応による生成物が水以外に何もないため、[[内燃機関]]・[[外燃機関]]に比べて原理上の環境負荷が低い、とされる。~
また、将来的に訪れるであろう石油資源の枯渇後、ガソリンに代わる動力源として期待が寄せられている。~
ただしこれらは技術的・経済的に未だ現実的な選択肢ではなく、水素精製技術の進歩が待たれている。

>水素を工業生産するためには化石燃料から精製するか、水を電気分解する必要がある。~
化石燃料から精製する場合、炭素を除去する必要があるため、燃焼に匹敵する環境負荷(二酸化炭素)が発生する。~
電気分解を行う場合、水素を精製するために、その水素から取り出せるエネルギーより多くの電力が消費される。~
そしてどちらの場合でも製造工程で電力を消費し、その電力の大半は火力発電所で化石燃料を燃やして賄われている。

機械的に見た場合、故障を誘発するような可動部分が無いため(技術が十分に成熟すれば)信頼性が高い。~
また、構造を維持するために必要な最小単位が小さく、小型化が容易である。~
このため、既存の[[エンジン]]・[[電池]]の代替として普及させる事を目標として研究開発が行われている。~
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軍事用途としては、例えば[[ディーゼル潜水艦>潜水艦]]の潜航時間を延ばすために注目されている。~
その他、現代の軍隊は電子機器を多数用いているため、応用は幅広いであろう。~
燃料電池自動車が一般に普及することがあれば、燃料電池を積んだ軍用車両も登場するかも知れない。~
実際の用途としては発電所、家庭用電源、自動車、携帯電子機器などが想定されている。~
また、[[宇宙船]]・惑星探査機用の電源として利用する事も想定されている。~
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出力に比して軽量で、水しか排出せず、かつ静粛であるため、[[潜水艦]]の動力源としても研究されている。


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