質問: 燃料電池のメリット・デメリット 燃料電池のメリット・デメリットを教えてほしいのですが? まだ、燃料電池の勉強を始めてから日が浅いので詳しいことがわかりません。のでわかりやすく、回答してくれるとうれしいです。 ほかに、燃料電池を一から始める人におすすめなサイトなどがありましたら、それも教えてほしいです。
回答: 現在の燃料電池は、 1)固体高分子電解質型 proton exchange memberance(pefc or pem fc) 低温プロセス(80°C)なので立ち上がりが早く、サイズも小さいので、移動体用(車など)として研究が盛ん。 家庭用燃料電池としても松下電器が2005年に製品化というニュースが最近あった。 最近、この亜流でdm(direct methanole) fcというのがある。 こちらは、小型製品用のバッテリーの代わりとして注目を集めている。 2)リン酸型燃料電池 phosphoric acid(pafc) 大出力用として最も完成されている。長期の試験実績有り。 しかし、効率がmcfc,sofcに比べて悪い、燃料の改質を必要とする。 3)アルカリ電解質型 alkaline(afc) もともと宇宙開発のロケットなどに搭載するために使われた。 現在ではほとんど研究されていない。 4)溶融炭酸塩型燃料電池 molten carbonate(mcfc) 燃料の改質を必要としない内部改質型が可能となる(高温プロセスのため) 効率が高い。大出力化に向けて研究が盛ん。 既に製品が売り出され、日本でも導入しているところもある。 5)固体酸化物型 solid oxide(sofc) 燃料の改質を必要としない内部改質型が可能となる(高温プロセスのため) 効率が高い。構造上、熱変形による破損を防止するのが困難で、ヨーロッパで主に研究されているのみ。 と分類されます。 大規模・中規模発電としては、2,4が今後の主流と見られています。 小規模、車、パソコンなどの家電製品などは1が主流でしょう。 燃料電池のメリットは、いろいろありますが、一番には効率が良いことです。 大規模な発電による効率はせいぜい40%程度で、送電ロスも入れるともっと悪くなります。 2,4の燃料電池だと、発生する熱も利用すると、60~70%と2倍くらいの効率が期待でき、電力需要のある地域に分散配置できます(送電ロスもほとんどなくなる)。 つまり、単純に言うと同一燃料を利用してもco2を1/2に減らせるのです。 同時に、これまでのように送電線がやられて大規模な停電が発生する危険性も下がります。(分散して発電しているから) 1の燃料電池はディーゼルエンジンとあまり効率が変わらないのですが、最大のメリットは現在実用化した水素直接供給の方法だと、原理的に水しか排ガスは出ませんので究極のクリーンエンジンである点です。 (まあ対抗馬として水素ディーゼルエンジンがあるのですが、まだ実用化していませんので。) あと、「割と」静かです。(音がしないということはありません。結構グィーンという音を出します) ハイブリッドにし易いですから、エネルギー回生も考えると効率の点でも水素ディーゼルよりは有利でしょう。(一部異論があるのですがそれはおいておきます) ノートパソコン、携帯電話などへの応用は非常にメリットが大きいですね。 かつてない大容量の電池が出来上がります。 デメリットですが、、、、世の中の貴金属の好きなご婦人にとって、ますますプラチナが高価になるので悲しむでしょう。 家庭用だと、騒音の問題がなければ水素ディーゼルエンジン発電の方がよいでしょう。 というのも、発電量と発熱量の比率を考えると、家庭には無駄に多くの発熱が出てしまいます。(温水では使い切れない) だから、あと2年ほどで市販されると言われている燃料電池も発電能力は1kwであり、家庭の必要な電力ピークをまかなえる物ではありません。 さて、問題となる水素の発生ですが、石油よりも豊富といわれる天然ガスの主成分であるメタンより、co2を出さずに水素を取り出すという驚くべき技術が北大の先生により考案されています(直接cが廃棄物となる:これは天然にある物だから公害にはならない)。 (エネルギーは、メタン>水素>水なので可能なのです) 現在その試験をnedo(省エネルギー事業団)とともに進めています。