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燃料電池が世界を変える エネルギー革命最前線/日本放送出版協会


料電池革命/日刊工業新聞


燃料電池で世界を変える-燃料電池メーカーのトップランナーバラード・パワー・ システムズのたたかい/ 翔泳社


　　　　最終更新日:2003/1/5
　

　　
イントロダクション
駆け足でたどる燃料電池の歴史
これだけは知っておきたい基礎知識
燃料電池の基本構造と分類
水素貯蔵技術
応用例1; 自動車
応用例2;モバイル、分散型発電
リンク集

　
■燃料電池
　−　燃料電池の応用例2;　モバイル/分散型発電

モバイル：超小型化が可能なDMFC

　燃料電池に「かさばる」というイメージを抱く人は少なくないだろうが、数ある燃料電池のなかには手のひらに収まるほど小さなものがあるのも事実だ。それは「ダイレクトメタノール方式(DMFC;Direct Methanol Fuel Cells)」である。このDMFCは固体高分子型(PEFC)の一種であるが、他のPEFCとは燃料の点でユニークである。

　FC車のページでも紹介したように、PEFCはダイレクトメタノール方式の他にも「純水素方式」と「改質方式」のふたつのタイプが存在している。純水素型は水素貯蔵タンクが必要となり、また改質方式の場合は改質器や一酸化炭素などの対策装置が必要となり、いずれの場合も燃料電池が「かさばる」理由となっている。

　ところがダイレクトメタノール方式では、メタノールを燃料としているが、改質を必要とせずメタノールをそのまま電池へ供給することで発電することが可能なのだ。構造はその他の燃料電池とだいたい同じであるが、燃料極にメタノールと水を送り込むという点で異なる。ここで化学反応が起こり、メタノールは二酸化炭素と水素イオンを生じ、水素イオンは電解質を透過して空気極へ移動するという仕組みになっている。こうして改質器も水素貯蔵タンクも必要ないDMFCは大幅な小型化が可能となるわけだ。

　いいことずくめのように聞こえるDMFCだが、もちろんウィークポイントがないわけではない。DMFCは他のタイプのPEFCと比べて発電効率が低く、白金電極を多量に必要とするために発電コストが割高になってしまうのだ。しかし電力密度はリチウムイオン電池などと比べても高いので、多少電力コストが割高でも需要は十分存在しているはずだ。例えば、ノートパソコンが数日間連続で稼動可能になるとあれば、多少の割高感はまったく問題ではないだろう。実際、いくつかの企業がDMFCの小型燃料電池を開発している。

　例えば、NECはお得意のカーボンナノチュ−ブ(の亜種のナノホーン)を利用したDMFCの開発を行っている(下のプレスリリースを参照)。白金触媒を担持したカーボンナノホーンを電極材料として用いることで、触媒面積を大きくしたり、触媒の微粒子化を実現している。これによってより高効率な小型燃料電池が可能となる。

　カーボンナノチューブを電極に用いた携帯機器用の小型燃料電池を世界で初めて開発 - NECプレスリリース(2001/8)

　また、バッテリーなどで世界シェアの広いYUASAは、キャンピングカーなどの可搬型燃料電池としてDMFCを研究している。

　YUASA，ダイレクトメタノール燃料電池システム開発 化学電池の延長で2003年の実用化目指す - 日経メカニカル(2002/2)

　FC車の需要が高まるにはまだまだ時間がかかるかもしれないが、確実に需要のあるこれらのダイレクトメタノール型の小型燃料電池が普及するのは意外とはやいかもしれない。


分散型電力源； 高付加価値な電力源として

　燃料電池を分散型電源として利用しようとする研究もいくつかの企業でなされている。燃料電池を使用すれば、いずれ排熱利用も含めて総合効率80%も可能になるとされている。

　しかし現時点では発電コストが高く、数年のうちに既存の電力と競合するようなことはないとされている。このため高付加価値型の発電設備としての需要を見込んでいる。例えば、ピーク時電力対策、キャンピングカーの電源、情報通信企業、電子商取引企業などの補助電力原などをターゲットに研究開発が進んでいる。国内外の関連企業のサイトを下に紹介するので参考にしてほしい。

　表.定置型燃料電池の開発企業
グループ 企業 関連ページ
バラード Ballard Generation Systems http://www.ballard.com
荏原バラード http://www.ebara.co.jp/news/news20011022.html
プレスリリース(2001/10)
大阪ガス http://www.osakagas.co.jp/rd/press/011022.htm
プレスリリース(2001/10)
UTCFC・東芝 United Technologies Company Fuel Cells http://www.utcfuelcells.com/
東芝インターナショナル・フュエルセルズ http://www.toshiba.co.jp/product/fc/
GE・plug power GE Fuel Systems http://www.gepower.com/
GE Powerのホームページ
Plug Power http://www.plugpower.com
H power H power http://www.hpower.com/
栗田工業 http://www.kurita.co.jp/news/press21.htm
プレスリリース(2001/3)



応用例1; 自動車 リンク集