技術士キーワード

(技術士キーワード)燃料電池自動車

2023年1月13日

技術士キーワード(電気電子部門)一覧はこちら

概要

 搭載した燃料電池で発電し、電動機の動力で走る車のことをいいます。

 水素と酸素の化学反応によって発電した電気エネルギーにより、モータを回転して走ります。

 燃料電池自動車は水素ステーションで燃料となる水素を補給する必要があります。

特徴

 ①有害な排出ガスがゼロ、または少ない(理論的には排出は水のみ)

 ②エネルギー効率が高い(ガソリン内燃機関自動車のエネルギー効率:15~20%、FCVはその2倍程度)

 ③電気化学反応によって発電するため、騒音が少ない

 ハイブリッド車電気自動車燃料電池自動車
燃料ガソリン電気水素
動力源エンジンとモータモータモータ
バッテリー容量
燃料補給時間
走行距離長(900km)短(400km)長(700km)
排出二酸化炭素なし
各種自動車の比較

課題・問題点・解決策

水素製造方法の確立

 水素を製造する方法として、
 ①化石燃料からの改質
 ②電気分解
がある。
 ①は製造過程でCO2が発生し、②は1㎥の水素を製造するのに5~6kWhの電力が必要となる。

解決策

 ・自然エネルギー発電による電気分解(余剰電力の活用)

 ・太陽光を利用した光触媒による水素製造技術の確立

水素の安定輸送と貯蔵

 水素は体積当たりのエネルギー密度が低く(天然ガスの1/3程度)、高密度を維持しつつ輸送・貯蔵が困難である。

解決策

 高圧ガス化、液化(-253℃)、水素をトルエン等の有機物に化合し、使用時に脱水素を行う

安全性の確保

 水素は可燃ガスなので、事故で炎上、爆発する危険がある。

解決策

 水素タンクへのセンサー搭載:事故の際に加速度センサーが衝撃を感知し、バルブを閉じてタンクからの水素供給を停止させる。

今後の展望

 ハイブルッド者の燃料代と同等以下の燃料価格の実現、水素ステーションの普及が求められる。

 地球温暖化の原因となるCO2の排出削減は重要な課題である。

 水素はエネルギー利用時にCO2を排出しないことから注目されている。

 そのため、地球温暖化対策として水素社会の普及が期待されている。

-技術士キーワード