燃料電池自動車ってなに?



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今、世界では、地球温暖化による異常気象やさまざまなエネルギー問題が起きているよね。みんなは燃料電池自動車って聞いたことあるかな?燃料電池自動車は、水素という気体を燃料として走り、排気ガスの代わりに水しか排出しないため、「究極のエコカー」といわれている。

また、燃料電池自動車が作った電気は家や電気製品にも利用できるので移動発電機としての役割も期待されている。



水素エネルギーって何ですか?

水素って何?

水素は目に見えない気体(ガス)で、においや味もありません。ただし、水素は身の回りのものに含まれています。一番多いのは酸素という別の気体と結びついて「水」として存在しています。ほかにも洗剤やマーガリンなどにも油分を固めるために水素が含まれています。

水素はどうやってエネルギーになるの?

水素は燃えるときに熱を発生します。また、酸素と結合して水になる時には電気を発生します。こうしてエネルギーとなるのです。

なかでも水素を酸素と反応させて電気を作り出す燃料電池は、クリーンで効率が良いエネルギーとして利用が進められています。

燃料電池自動車(FCV)は燃料電池によって発電し、電気モーターで動かす自動車です。FCVはエンジンで走る自動車よりもエネルギー効率が高く、走行時には二酸化炭素を排出しません。また電気自動車(EV)と同じく、発電した電力を外部に供給することもできるので、エネルギーを移動させる手段として注目されています。

水素エネルギーは環境にやさしいの?

水素の環境へのやさしさは、水素の作り方によります。天然ガスなどの化石燃料から水素を作る場合には、水素を作る段階で二酸化炭素が発生しますが、再生可能エネルギー(風力・水力・太陽光など)を用いて水を電気分解して水素を作れば二酸化炭素はほとんど発生しません。

また化石燃料から水素を製造したとしてもその時に発生する二酸化炭素を回収し、地下にためて大気中に排出しないようにする技術の開発も進められています。

水素は安全なの?

どんなエネルギーでも、間違って使えば危険です。ガソリンや灯油、ガスなどは、火をつければ引火しますし、電気はぬれた手で触れれば感電します。ただ、それらをを安全に使う方法や技術が開発され、また安全に使ってきた実績があるので、だれでも安心して使っているのです。

水素も同じように、さまざまな経験や研究の結果をふまえて、安全に使用する技術が確立しています。水素を燃料としてためている水素ステーションや水素燃料を使って走る燃料電池自動車(FCV)は10年以上も大きな実証実験を行って安全性が徹底されています。



地球温暖化の問題

大量の雨が短時間に降ることがあると思えば、全く雨が降らない日が何日も続く

過去最高気温を記録する猛暑だったり、スキー場にまったく雪が降らない暖冬だったりする。

このまま地球温暖化が進むと、北極や南極の氷が解けて海面上昇して海に近い低い土地や小さな島は海に沈んでしまいます。

これらの原因は人間が乗る乗り物や工場などからでる二酸化炭素などです。大気中の二酸化炭素が増えると地球の気温が上がるんだ。

燃料電池自動車とは?

電気のない生活は、現代人には耐えられない生活になります。エネルギーを使いながら地球温暖化をとめることは非常に難しい問題です。

二酸化炭素を排出する石油や天然ガスなどの化石エネルギーにはもうひとつ問題があります。化石燃料は使い続けると近い将来にはなくなる可能性があるのです。

そこで!今求められているのは、二酸化炭素を排出しない自然エネルギーの利用が進められています。自然エネルギーとは風力や水力、太陽光などの自然から得られるエネルギーのことです。

しかし!残念ながら自然エネルギーは化石燃料に比べて、発電量が少ない上、自然条件に左右されるために安定的に発電できないという弱点があるのです。

自動車の種類

環境にやさしいエネルギーを作ることも大事だけど、環境にやさしいエネルギーの使い方も大事ですよね。そこで、二酸化炭素を排出する自動車を環境にやさしい物に変えることが研究開発されました。

エンジン自動車

ガソリンや軽油を燃料としてエンジンで動く自動車で、世界中で最も広く乗られています。ガソリンエンジンにガソリンと空気の混じった混合気を入れて、吸気・圧縮・燃焼・排気を繰り返すことで回転運動をおこし続けています。

ハイブリッド自動車

ハイブリッドとは「ふたついじょうのものを組み合わせる」という意味で、エンジンと電気モーターを組み合わせた自動車です。

走る時にエンジンとモーターを効率よく使い分けることで、エンジン自動車ほど燃料を使わず、排出ガスも減らします。

電気自動車

バッテリー(蓄電池)にためた電気でモーターを動かして走る自動車です。電気は充電スタンドや家庭用の電源からバッテリーに充電します。燃料を燃やすエンジンがないため、音が静かで、排出ガスもでません。

燃料電池自動車

燃料電池で燃料の水素と空気中の酸素を化学反応させて発電し、電気モーターを動かして走る自動車です。水素は水素ステーションで水素タンクに充填します。充填時間は3~5分、1回の充填で走れる距離はエンジン自動車以上の距離です。



燃料電池のしくみ

燃料電池のしくみは「水の電気分解」である。水に電気を通すと水が分解されて水素と酸素という気体が発生します。燃料電池は水の電気分解とは逆で水素と酸素を反応させることで水と電気を発生させるんです。水素の燃料があれば、あとは空気中の酸素があれば、電気をつくることができるんです。その電気で車輪を回転させて自動車を動かうことができるのです。

エンジン自動車にはガソリンや軽油を入れるタンクがありますが、燃料電池自動車には水素を入れるタンクが積んであります。

燃料の水素は水素ステーションなど、今のガソリンスタンドのようにあちこちにできる予定です。自動車の燃料となる水素は太陽光エネルギーで作られた電気によって水を電気分解してつくることができます。家庭でも水素を作ることもできるようになるでしょう。燃料電池自動車は最大級のエコカーなのです。



エコアイランド宮古島

宮古島は小さな島だけど、きれいな海や美しい自然で年間100万人を超える観光客が訪れています。観光資源であるその自然を守るためにエコアイランド構想を進めてきました。宮古島の空港の倉庫をはじめ、あらゆる屋根にはソーラーパネルが取り付けられています。そのおかげで、電気は余ってしまうようになったのです。その余った電気を住民のエアコンに使われています。さらに余るようになれば住民に分配して電気代を安くできれば、子供たちの教育費にお金を使えることもできます。島の未来を支えるのは子供たちなのですから。

燃料電池自動車のために、スマート水素ステーションを導入する予定でしたが大問題がありました。島に吹く風には海の塩分が含まれていてスマート水素ステーションに不具合が起こってしまったのです。しかし、2017年7月に、人々の努力と熱意で空気中の塩分を取り除くことに成功したのです。

スマート水素ステーションができたおかげで、島では、燃料電池自動車で発電した電気を家庭に入れて、その一部の電気を分配して、電気自動車にも充電するシステムの実用化に取り組んでいるのです。

日本中の人が宮古島みたいに再生可能エネルギーを使えば環境が守れます。みんなの知恵と勇気と、行動力が宇宙船地球号を救うのです。



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