E
H
燃料電池応用の調査
発表者
脇田悠司
田中甲太郎
松本芳郎
O
担当教官 廉田 浩
目次
•
•
•
•
•
•
原理
メリット、デメリット
燃料電池自動車
コージェネ
携帯機器
総評
基本
水素と酸素から電気エネルギー供給する発電機
H2O
H2
燃料極
H2 → 2H + 2e
e-
eH2
H2
燃
料
極
H2
H+
+
O2
空気極
1/2O2 + 2H +2e
→ H2 O
+
電
解
質
H+
H+
空
気 O2
極
O2
O2
全体の反応
H2+1/2O2 → H2O
優れている点
1.温暖化防止
燃料を主に水素としているため、二酸化炭素がでない。
2.省エネルギー効果
新エネルギーなため、資源の枯渇を防げる。
発電効率がよいため、少ない燃料でエネルギーを発生させられる。
熱エネルギーも利用可能。
3.設備が簡単
簡単な設備で電気を発生させられるため、小型化が可能。
問題点
1.水素生成
二酸化炭素を発生する。
原料に化石燃料を用いるのが主流。
原料から水素を生成できる割合が低い
2.燃料電池自体
コストが高い。
性能が悪い。
燃料電池の主な種類
電解質
廃棄物
触媒
PEFC(固体高分子型燃料電池)
• 触媒が白金、また電解質が高分子膜
燃料
空気
• 低温で作動が可能で小型化に向いている。
SOFC(固体酸化物型燃料電池)
• COを燃料に使用可、触媒が不要。
• 電解質は酸化物セラミックス
• 高温作動でエネルギー効率が高い。
DMFC(ダイレクト・メタノール型燃料電池)
• メタノールを燃料に使用可。
• 小型化に向いているが、出力密度が低い。
燃料電池
有力な使用用途
• 燃料電池自動車
• モバイル機器用電源
• コージェネレーション
燃料電池自動車
生産会社
•
•
•
•
•
•
•
•
トヨタ
ホンダ
日産
ダイムラークライスラー
スズキ
Hyundai
中国上海汽車集団
GM
etc.
構造
現状
•
•
•
•
航続走行距離 300km
最高速度 150km/h
コストは一台一億円
政府省庁にリース販売のみ
• 実証実験に路線バス
を利用
課題
•
•
•
•
燃料タンクの水素貯蔵量の向上
基幹部品などの低コスト化
水素ステーションの設置
寒冷地での非凍結
課題を解決
量産化
低価格化
普及
燃料電池コージェネ
コージェネとは
• co-generation system
• ガスタービンや燃料電池などを利用
• 発電と給湯などを同時に行う
特徴
• 数少ない実用化された燃料電池
商品
• 高エネルギー効率
実用化
• 現在、東京ガスが燃料電池コージェネシステ
ムの設置希望者を募集中
• システム本体の価格が約120万円
• 保守点検等費用として10年で100万円の契約
問題点
• 高価格
• 低出力
• 天然ガスという化石燃料を使う
モバイル機器向け燃料電池
モバイル機器へ燃料電池が求められ
る理由
• 発電できる電力が大きいため駆動時間の増
加が期待できる
• 従来のリチウムイオン電池ではこれから消費
電力の増加していく携帯機器へ十分な電力
を供給できない
• 燃料カートリッジを交換することにより駆動時
間を延長できる。
現在の開発
• 最新のパソコン向け小型燃料電池の発表
– リチウムイオン電池と同じ大きさで従来の4倍
(約20時間)の駆動時間
• 小型燃料電池を用いた携帯音楽プレー
ヤー
– 写真は100mW型は横23mm×縦75mm×厚さ
10mmと板ガム程度の大きさで、3.5mlの燃料で
約35時間駆動する。
• 携帯電話
– ワンセグ放送を20時間視聴可能になる(従来
は2時間)
これからの動向
• 2007年のメタノール規制緩和に合わせ、各
社が実用化する見込み。2008年ごろから
続々登場
総 評
総評
• 分野によってその主張する特徴が違う
– 自動車、コージェネレーションなどでは、「環境にやさし
い」
– モバイル機器では、電力の大きさ
• 果たして環境にやさしいのか?
– 発電時の反応自体は水素と酸素の反応だが水素をつくる
のにCO2が発生する。
• モバイル機器では期待大、他分野では模索中
ダウンロード

燃料電池とは