水素貯蔵技術が太陽光発電(再生可能エネルギー)の未来を切り開きそう:メールのプロの独り言

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水素貯蔵技術が太陽光発電(再生可能エネルギー)の未来を切り開きそう

水素の斬新な貯蔵技術が開発されました。ツイッターで見てすぐツイートしたのですが、ギズモードの記事になっていたのであらためて書いてみたくなりました。

技術そのものがとても素晴らしくてこれまで水素を保管しようと思うとかの気球ツェッペリン号の大爆発を起こす原因となったようにそのまま保管するととても危険。もっとも、天然ガスでも危険性は大差ないのですが分子(原子)の大きさが最小な物質である水素は漏れやすく圧縮もあまり効かない。容易に液体になってくれないので扱いがとても厄介。

電気自動車EVが今最先端的にもてはやされていますが、はじめは水素自動車こそが脚光を浴びていました。しかし燃料の水素の扱いが難しくてまだまだ実用化のめどが立たない。水素吸蔵合金が開発され電池のように水素を蓄えて必要に応じて取り出して使える技術はあるのですが高温高圧が必要であったりと貯蔵にも取り出しにもエネルギーが必要で効率が悪い。金属に吸収させるため、せっかく最も軽い元素でありながらとても重量が増してしまう。本来なら浮力を使ってツェッペリン号のように浮遊して僅かな推進力で移動できてもいいのに、やたら重い金属を持ち運ばなくてはならず二重三重に不利。

他の化学物質にかえて保管すれば良いのですがそれにも莫大なエネルギーと高価な触媒が必要。

それがPH(ペーハー)コントロールだけで常温常圧の環境で水素を化学物質に変えて保管できるようにでき、さらにPHを変えると水素として常温常圧のまま取り出せる。これならば水素エンジン搭載する自動車や輸送機関、工作機械のエネルギー源としてすぐにでも活用できます。液体燃料であれば輸送手段は確立しているのですぐにも実用化できてもいい状態。

なので原油が大量に消費されるガソリンや軽油、重油を水素に置き換えられそう。水素を使うと燃やしても化学反応させても排出されるのは水(H2O)なので大気汚染の恐れもない。排ガス処理が大幅に軽減される上に熱エネルギーを有効活用すると排ガスはもしも完全燃焼させているとガス(気体成分)は亡くなって水だけとなるので煙突さえも要らなくなるかもしれない。密閉空間で内燃機関が排気ガスの処理不要で実現できるととても活用できる場が広がります。

で、そこまでは普通にされそうなんで良いのですが、一番期待したいのが自然再生可能エネルギーの活用への展開です。自然エネルギー反対派・懐疑派の論点は単純で太陽が照っている時しか、風が吹いている時しか発電できないというモノ。波浪発電なら波の強弱で発電量が変わる。

まさにおっちゃるとおりで、わたくしも大反対していました3.11までは。不安定な電力を東電などの商用電源に混ぜ込めても実際には活用できず、コストがひたすら上がるだけでごく一部のかたの自己満足のために電気代が上がるなどもってのほか。これは今現在も現実で売電がされていますが、それで発電量を減らせているわけでもなく設備かどう負荷を上げるだけ。その調整さえも入力電力が増えると困難になるため受け入れ料の上限も設定されていて孫正義さんがいくら主張繰り返しても一定以上の太陽光発電は買い上げてもらえない。

その理由はひとえに発電量が大きく変動するから。真夏ガンガン発電しているソーラーパネルも突然入道雲が上空に来れば自分で使う分さえも足りなくなってしまう。大規模にこれが起きると、例えば火力発電所1つ分が全力運転したり突然停止したらそれを調整するのは電力会社の援護はしたくないですが無理というものです。突然停電したら計画停電でさえ交通事故を引き起こしたのですから大混乱を巻き起こします。

そういう問題も今回の発明で解消可能。

以前から書いているのですが、自然エネルギーはエネルギー量がとても不安定で電力として直接使おうとするから問題が山積する。

だから発電できたからと安直に電気として使ってもらおうとするからダメなだけで、違うエネルギー形態に変えてあげればいい。その時最も簡単で確実なのが水の電気分解。発生するのは酸素と水素で酸素はそのまま放出しても別に使っても良い。放出するときは送電の時のアースのように考えればいい。待機中に放出し後の利用シーンで水素を参加させるときに使う酸素になると。

水素を天然ガスのように配管作って消費地に運びガス会社経由で供給すれば発送電分離などという手間暇不要で、消費地で直接燃料電池やガスタービンで発電すればいい。住宅地などなら公園やちょっと大きめの施設の屋上に発電用の燃料電池かガスタービンつけて周囲の家庭に電線引けばすむ。送電網など不要で電力会社そのものも設備も一切不要になる。極論で会って安い方を使うなり併用すればいい。

今回の発明は水素を扱いやすいギ酸に変換してくれる。これなら体積はぐっと減るのでタンクローリーで輸送してもいいし、パイプラインで輸送する場合も危険性がグッと減るしパイプも細くできてグッとコストを下げられる。利用直前に水素に戻せばいいので安全性は今の天然ガスより格段に上がるし高圧電線が這いまわることも無いのでより安全になる。影響が本当に存在するのか眉唾ものではあるものの、高圧送電線の周囲にあるかもしれない電磁波の影響も一気に無くなる。

何より良いのが液体に出来ればタンカーが使えること。これなら洋上にソーラーパネルや風力発電機を設置して海水を逆浸透膜で簡易に蒸溜して電気分解しギ酸に変えて洋上に停泊させたタンカーに保管し必要な消費地に運べばすむ。それなら新規の陸上施設はごく少量ですむ。ギ酸のまま販売してもいいしガス会社におろして輸入天然ガスを減らして水素を燃料にしてもいい(体積あたりの発熱量が変わるので天然ガスへの転換の時のような措置は必要になるでしょう。具体的にはガスノズル部分の交換など。全部を水素に変えられれば排気ガスが実質なくなって水を出すだけなのでマンション室内でも乾燥機付き全自動洗濯機を設置しているあたりに発電機を設置できそうです。

電力が不足しているというか大量に使うのは都心部でマンションなど集合住宅が多いのでビル単位、あるいはブッロクごとに発電機を設置すればよさそうです。

関連リンク:水素を安全かつ効率的に貯蔵できる技術が登場! 水素燃料の未来はバラ色か!?

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