オシッコで走る自動車なんてね






近未来の自動車として期待されているのは、水素を燃料とする燃料電池自動車です。
さて、これはCO2排出の無いクリーンな自動車として注目されていますが、少し問題点もあります。

1)水素を車に充填するには気体のままでは自動車に充填が難しいし、かといって水素吸着合金ではコストがかかるのではないか。
2)水素と酸素を隣り合わせにした状態で走行するには安全対策にコストがかかるのではないか。
3)水素ステーションや水素製造プラントはどこでもできるというものではないから、世界中で燃料自動車が展開できないのではないか。

01_2faed.jpg
[トヨタミライ]
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そこで水素と化合した物質を燃料として使う方法が考えられますが、H2S(硫化水素)、CH4(メタン)、CH3OH(メタノール)、HCl(塩化水素)、SiH4(シラン)、NH3(アンモニア)あたりが低分子の水素化合物です。

このうち実用性が考えられるのはCH4(メタン)、NH3(アンモニア)ですが、メタンはCO2排出が伴うので対象外となると、注目されるのはアンモニアです。

アンモニアはそもそも水素のキャリアとして注目されており、工場で生産した水素をアンモニアの状態として輸送し、水素ステーションで水素に戻す方法は検討されています。

アンモニアは常温で比較的液化しやすく、単位モルあたりの水素の熱量が比較的大きいので、直接エンジンに燃料として使用する方法と、燃料電池の水素側キャリアとして利用する方法の2つが考えられます。

【ガソリンや軽油の代わりにアンモニアを使う方法】

産総研と東北大学はガスタービンで灯油にアンモニア30%代替することに成功しています。またアンモニアのオクタン価が130程度だという話もあるので、内燃機関の効率も良くなるかもしれません。
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20140918-2/#YOUGO3

化石燃料と比較して炭素を全く含まないのも大きなメリットです。

アンモニアを内燃機関の燃料として使った場合、排気ガスにCO2が全く含まれず、排気ガスはNOxと未燃アンモニアのみです。NOx除去触媒は既にV2O5-TiO2がプラント等で広く使われており、現在ガソリンエンジンに使われている、三元触媒(Pt,Pd,Rhの合金)に比べてかなりのコスト低減が見込めます。

また燃料電池の水素源として利用する場合、水素を取り出す過程でCOが出ないのでCOによる触媒劣化の心配もありません。


02_zu1osc.gif
[ガスタービン]


03_zu0osc.gif
[アンモニア混合発電効率]

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【アンモニアを気体水素の代わりに燃料電池で使う方法】
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20150722-6/

京都大学、科学技術振興機構(JST)、株式会社ノリタケの共同研究の共同発表(平成27年7月22日)

アンモニアを直接燃料とした固体酸化物形燃料電池(SOFC)で、世界最大規模(200Wクラス)の発電に成功しました。

総合科学技術・イノベーション会議のSIP(戦略的イノベーション創造プログラム)「エネルギーキャリア」の委託研究課題「アンモニア燃料電池」において京都大学、株式会社ノリタケの共同研究により、アンモニア燃料電池の世界最大規模の発電に成功しました。

アンモニアはNH3で示されるように水素を多く含んでおりエネルギーキャリアとして期待されています。今回、アンモニアを直接燃料として供給できる独自のSOFCスタックを開発し、アンモニアを直接供給した発電に成功しました。これは、アンモニアのエネルギー利用技術の大きな進展となり、CO2を出さない発電の実現が期待されます。

アンモニアは特殊なプラントでなくても作れる物質なので、安価で汎用性が高いと思われます。

04_zu1osc.jpg
[SOFCスタック]

05_zu3osc.gif
[アンモニア燃料電池のしくみ]


未来の自動車は、ションベンくさいと言われるようになるかもしれない・・・



JIMMY

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