燃料電池を利用した水素自動車が開発されていることは知っていますが、その他にはどのような物に燃料電池を使用しているのでしょうか?
 ご存じ方、専門家の方、よろしかったら教えていただきたいです。

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A 回答 (2件)

つい最近レポートを書いたばかりなので…


MYCOM PC WEBのニュース記事に確かあったが、探してみたところ見つかりませんでしたので、記憶を頼りに・・・
最も古く使われたのは、アメリカの航空宇宙船に搭載されたらしくって。
一番新しい製品は携帯電話用の充電池、それから燃料電池を使ったスクーターも発売されたそうです(アメリカ)。
松下電器産業などでは家庭用の発電機に向けて開発してるそうです。
あくまで記憶なので、ご参考までに!
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この回答へのお礼

わざわざ、探していただきありがとうございました。大変参考になりました。おかげさまで今日のレポートに間に合いそうです。ありがとうございました。

お礼日時:2001/12/21 03:36

私も詳しくはないですけど小型電源として実用化されてる


みたいですよ。病院とかで非常用電源とかの用途です。
ディーゼルエンジンで発電してもいいのですが、街中で
ディーゼルを動かす事は昨今抵抗があるみたいなのでしょう。
京セラも商品化に向けて動き始めたみたいです。近い将来は
電力を買うかソーラーパネルを貼るか燃料電池を買うか
もしくはガスタービン発電機を買うか迷う時代が来るかもしれませんね。
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Q燃料電池のしくみ

 実験を見ました。
 水をまず、電気分解して水素と酸素を発生させる。
 
 それから、今度は電池の変わりに、豆電球をつなぐ。
 そうすると、
 「電気分解によって発生した酸素と水素が結びついて電気が発生する」とのことでした。
 ・・・詳しい仕組みは分かりかねますが、
 「酸素と水素が化合する時に、電気エネルギーが発生(に、変わる)のだろうな。」  一応、納得しました。

 ただ、ここで疑問に思いました。

 ■酸素と水素さえあれば、そして電極をつないでやれば、酸素と水素はすぐに化合するのだろうか?
 
 にわかに信じられなかったのですが、、、そこに酸素と水素があれば、化合は、簡単に始まってしまうのでしょうか?

 どうぞ、よろしくお願い致します!

Aベストアンサー

水素と酸素は混ぜるだけでは反応しません。
火をつけてはじめて反応します。

水を電気分解して出てきた気体を混ぜたからといってすぐに水にもどるわけではありません。別々に取り出すことも出来ますが混合気体として取り出すことも出来ます。

見られた実験というのは多分、炭素電極を使った電気分解だと思います。
電気分解をしばらく続けた後、電池を取り外して代わりにモーターをつなぐとモーターが回ります。電極表面には発生した酸素、水素が吸着した状態になっています。分子状のものも、原子状のものもあるだろうと思います。これが電気分解の逆反応で元に戻ります。
希硫酸を使った電気分解の場合でしたら
4H^++4e^-→2H2  
2H2O→O2+4H^++4e^- 
ですから
逆反応は
2H2→4H^++4e^-
O2+4H^++4e^-→2H2O
になります。
原子状で吸着しているとしたら
2H→2H^++2e^-
O+2H^++2^e-→H2O
になります。原子状の水素は
H2←2H→2H^++2e^-
とどちら方向にも変化することが出来る中間状態になっているだろうと思います。
生じたH^+が反対の極まで移動して水になるわけではありません。
一方の極ではH+が消費されますが同じだけ他方の極で作られるのです。

表面に吸着しているものがなくなればもう電流は流れません。
吸着量は面積が大きいと多くなりますから大きな炭素電極の方が実験はやりやすいです。中学校や高等学校で使うような面積の小さい白金電極ではうまく見ることが出来ないかもしれません。

実用上でいうと
電極表面上に反応性の高い水素、酸素を大量に連続的に吸着させなければいけないということになります。普通の活性炭では間に合わないので触媒の工夫が必要でしょう。

水素と酸素は混ぜるだけでは反応しません。
火をつけてはじめて反応します。

水を電気分解して出てきた気体を混ぜたからといってすぐに水にもどるわけではありません。別々に取り出すことも出来ますが混合気体として取り出すことも出来ます。

見られた実験というのは多分、炭素電極を使った電気分解だと思います。
電気分解をしばらく続けた後、電池を取り外して代わりにモーターをつなぐとモーターが回ります。電極表面には発生した酸素、水素が吸着した状態になっています。分子状のものも、原子状のも...続きを読む

Q燃料電池に使う水素の作り方

燃料電池は環境に良いと謳われていますよね。
なんでも水を原料とする水素を燃料に使うから資源はほぼ無限。
全く持って夢のエネルギーみたいに言われてますが水素って今の所、
電気分解とか他のエネルギーに頼ってしか作り出せませんよね。
それでもって電気分解に使う電気はどうやって作るかって言うと化石燃料を燃やして発電して・・・

何かとてつもなく本末転倒ですよね。
無駄にエネルギーの確保経路を延ばしただけというか・・・

そこで他に水素のエコロジーな作り方というのは存在しないのでしょうか?
自分的には太陽光発電の電力で水を分解して、水素作ってというのが理想に思えるのですが実際どうなんでしょう?
でもこれだとそのまま電気自動車にしたほうがいいですね・・・

Aベストアンサー

電気自動車の原理はモーター発明時に判っており、未だに実用化されないのは充電・蓄電に問題があるからです。特に蓄電に関しては、容量を大きくすれば、電池の重量に因りより以上の出力が必要になり、その為により大きな電池が要ると言う袋小路に落ちいる事になります。
燃料電池は「燃料」と言う形から電池を発生させるので、その蓄電問題が無いため有望視されて来ました。
仰る様に水を電気分解する場合、その電気がどうやって出来るかが問題で、詳しく検証すると水力・風力・太陽光でも問題があり、地熱発電なら大丈夫と言うのが実情です。火山が多く国土が狭いアイスランドは、地熱を利用して水素社会に挑戦しようとしています。
また、水素を得たとしても、その取り扱いが問題になります。現在の燃料電池車では最低限の走行距離を確保する350気圧で水素を内蔵していますが、もし事故があった場合には周辺に甚大な被害を与える恐れがあります。
また自動車に供給する前段階の輸送、ガソリンで言えばローリー車配送については、液体水素としての移動になりますが、その時の液温はマイナス260度以下で、この状態での事故はさらに深刻な爆発を発生させる恐れがあります。
以上の解決策は勿論検討されていますが、簡単には解決できない事は想像頂けると思います。

電気自動車の原理はモーター発明時に判っており、未だに実用化されないのは充電・蓄電に問題があるからです。特に蓄電に関しては、容量を大きくすれば、電池の重量に因りより以上の出力が必要になり、その為により大きな電池が要ると言う袋小路に落ちいる事になります。
燃料電池は「燃料」と言う形から電池を発生させるので、その蓄電問題が無いため有望視されて来ました。
仰る様に水を電気分解する場合、その電気がどうやって出来るかが問題で、詳しく検証すると水力・風力・太陽光でも問題があり、地熱発電...続きを読む

Q電気系学科から燃料電池の研究

まだ、研究室に配属されていないのですが、燃料電池の研究をしたいと考えています。といいますか、電気より化学分野に非常に興味を持ち始めました。私の想像ですが、大学での燃料電池の研究や就職後の燃料電池の開発に携わる仕事の場合、電気系だと燃料電池の電気特性を測る分析業務が主な仕事になると考えています。しかし、燃料電池の材料を作ったり、無機材料を創生する仕事に就きたいと考えています。電気系学科から燃料電池の材料を創生する仕事につけますか。

Aベストアンサー

実際のところ、電気系学科だからといって、燃料電池の材料系の仕事には絶対つけないというわけでは全然ないはないです。

ただ、おそらく今、3年生ってことだと思いますが、それだったら、普通に、大学院から化学系の研究室に転入したほうがより可能性が高いとは思います。(こちらは、普通に可能です)
大学院入試では、当然、化学の問題が中心になるでしょうから、今のうちから猛勉強してください。

Q燃料電池自動車の水素はどうやって作る?

最近燃料電池自動車が脚光を浴びていますが、一つ疑問があります。水素をどうやって安価に生産するかということです。電気分解では効率が悪く、ガソリンより高くつくのではないでしょうか?実際どうやって作っているのでしょうか?またどうやって保管しているのでしょうか?(液体化なら超低温装置が必要?もしくは高圧ボンベに封入とか)

Aベストアンサー

水素は原子番号1の元素で、宇宙で1番多い分子ですが、単体では最も軽い気体で化合しやすい性質を持っているので、地球の中で単独の資源としては存在しません。

ですから水素を得るためには、酸素と結合した水か、炭素と結合した炭化水素から分離して取り出す訳ですが、水からの場合は強い結合を解く為に電気分解の様に多大なエネルギーが要ります。
水の電気分解については、電気を作るのにコストが掛かっているので、仰る様にガソリンより絶対高く付きますし、態々電気分解に使うくらいなら電気自動車のモーターを回せばいい筈なのですが、電気には貯蔵しにくいと言う問題が在るので、水素を貯蔵して発電する燃料「電池」車が検討されています。


炭化水素からの取り出しでは、熱と二酸化炭素が発生しますが、その熱を利用出来れば電気分解より効率が良いので、家庭等に置かれる定置式燃料電池は、燃料として供給される都市ガス・LPG・灯油等から水素を取り出す装置(改質器)がついています。

現在の燃料電池車には改質器が搭載出来ないので、炭化水素から工業的に作った水素を利用しますが、炭化水素から水素が分離される過程は様々あり、現在の主な生産は原油から石油製品を作る製油所で行われています。

その他水素は苛性ソーダー等の化学品製造時にも発生しますが、何れも副産品なので「水素ガス」自体のコストは安いものでしょう(但しガソリンも税金を除けばそんなに高いものではありません)。

ただ水素ガスは最も軽い物質で、過去に使用していた飛行船や宇宙船で有名な大きな事故が起きた程危険なものでもあります。

またエネルギー源として利用するには単位当たりのエネルギーが最も小さく、燃料電池車に充填することを考えれば、700気圧以上に圧力を掛け圧縮するか、マイナス252℃以下にして液体化すす事が必要になります。
その様な水素の状態を受け継いでいくのは、元々液体である石油燃料を受け渡しするのに比べ遥かにコストが掛かりますし、その様な状態の水素が搭載された車が事故を起こした時の危険性は、関連規制を緩めて解決する問題とは違う気がします。

水素は原子番号1の元素で、宇宙で1番多い分子ですが、単体では最も軽い気体で化合しやすい性質を持っているので、地球の中で単独の資源としては存在しません。

ですから水素を得るためには、酸素と結合した水か、炭素と結合した炭化水素から分離して取り出す訳ですが、水からの場合は強い結合を解く為に電気分解の様に多大なエネルギーが要ります。
水の電気分解については、電気を作るのにコストが掛かっているので、仰る様にガソリンより絶対高く付きますし、態々電気分解に使うくらいなら電気自動車のモータ...続きを読む

Q家庭用燃料電池の消費電力

家庭用燃料電池について調べています。

家庭用燃料電池の定格発電容量については1kW、750Wなどと記載があるのですが、燃料電池の消費電力についての記載が見つけられません。

燃料電池の消費電力は何Wくらいなのでしょうか?

そして発電容量が1kWの場合
(1)(総発電量-燃料電池の動作時電力)=1kW
(2)(総発電量)=1kWで燃料電池の使用電力は別途
(3)上記(1)(2)以外の考え方がある

(1)~(3)のうちのどの考え方なのでしょうか?

ご存知の方、教えてください。

Aベストアンサー

燃料電池はセルと呼ばれる部分で水素と酸素が結合して、電気が発生するわけですが、セルだけでは家庭用燃料電池を構築することはできません。
燃料電池を冷却し、温水を取り出すために水をまわすためのポンプや発生した直流を交流に変換するための装置など、補機で電気を消費します。
質問中の「総発電量」がセルの発電量、「動作時電力」が補機の消費電力ということだと思います。

1kWのセルを搭載していても、発電最大出力は10~20%くらい小さくなっているようです。ただし、この10~20%が補機の消費電力ということではなく、安全装置の余裕なども見込んでいます。
一般に「1kw」といっても最大出力1kwということではなく、1kwクラスという意味にとっておいたほうが良いでしょう。正確には個別に仕様書をあたる必要があります。
家庭用燃料電池ではないのですが、市販している1kwクラス燃料電池の仕様が↓にあります。

参考URL:http://www.ebc.ebara.com/product/commercial_fcbox.html

Q燃料電池の水素は何故 水からとらないのですか?

燃料電池の燃料として 水素が使われもすが 水素をとるのに 石油や天然ガス から とられている様ですが 何故 水から取らないのですか?
石油 天然ガス ですとコストがたかくなるのではないですか?
例えば 単純に考えて 太陽光発電 風力発電 等で 水を 電気分解 すれば 簡単な理論 で水素が採れると思いますが
以前 アメリカ では 水から採る研究をしている と聞いたことがありますが
水から採るより 石油 天然ガス 等のほうが コストが かからないのですか?
よろしく

Aベストアンサー

現状、日本の電力の多くは火力発電によって賄われており、その電力を用いて電気分解を行うと効率がよくないというのが理由のようですね。将来的に自然エネルギーの割合が高くなれば、電気分解による水素生成に切り替わるのかもしれません。
http://www.jari.or.jp/jhfc/column/story/09/

Q炭素やセルロースは燃料電池になりますか?

水素などは燃料電池の燃料としてよく聞きますが、
炭素や高分子で反応しにくそうなセルロースは
燃料電池として利用することは可能でしょうか?

また、微生物で分解してエタノールなどにすることなく、
そのままの状態で燃料電池にすることはなぜ難しいのでしょうか?

Aベストアンサー

とりあえず、こんなの出てきたけど

微生物燃料電池が記録的割合で水素を大量生産(米国)
http://133.163.205.27/content/100105227.pdf

頑張って調べることですよ。
教科書は、間違いだらけなので…。

Q燃料電池と太陽電池どっちが環境にいいのか

燃料電池と太陽電池ライフサイクルアセスメント等も加味してどちらが環境いいか考えていたのですが、どっちが環境にいいのかわからなくなりました・・。水素製造時、廃棄時の問題で燃料電池の方が比較的環境に悪いのかなと考えています。同一の出力で比較するとどちらが環境にいいのでしょうか?

Aベストアンサー

太陽電池の環境性能については、下記サイトが最新の情報です。製造まで含めて環境に優しいですよ。その分野の専門じゃないのに思い込みでいい加減なことを言う方々も居られますので、ご注意を。
http://unit.aist.go.jp/rcpv/ci/about_pv/feature/feature_1.html
http://unit.aist.go.jp/rcpv/ci/about_pv/supplement/Supplement_EPT.html

燃料電池はよく知らないのでパスしますが、こちらも情報の信頼性に注意されることをお勧めします。たとえどこかの「教授」であっても、その人の言うことが信頼できるかどうか確認しないと、本当のことはわかりませんよ。

Q燃料電池と水素エネルギー社会について

燃料電池と水素エネルギー社会について質問します。

ある本に、「燃料電池によって水素エネルギー社会がくる。」という趣旨のことが書いてあって各種燃料電池のことが紹介してありました。(固体高分子型とか高温型燃料電池とか。)

しかし、どれを見ても天然ガスやメタノールを使うようです。

海の水には水素がいっぱい含まれているように思うのですが、水から水素を取り出して燃料電池などでエネルギー源として使うことはできないのでしょうか。また、そのような研究は行われていないのでしょうか。

(もし行われているとすれば、どの程度進んでいるのでしょうか。)

Aベストアンサー

化学には至って弱いのですが、水素燃料電池に関する範囲で回答します。
水は水素と酸素の化合物で、「2H₂O」と書かれますね。しかし、これは純水(高純度の淡水=真水)で、実際に高純度の水素を得るには、電気分解法が一般に広く行われています。
電気分解には、電気抵抗の大きい高純度の真水でなければ、電源がショートして電気分解そのものが不可能です。水道水や河川・湖水・地下水等の自然水も、不純物を多く溶解・含有しているため、電気分解できません。ましてや海水はより多くの不純物を含むため、電気分解法で水素を取り出すことは不可能です。従って、電気分解には蒸留水を使いますが、蒸留するには熱エネルギーを消費します。
水素燃料電池は、水素と酸素を化合させたときに生じる「2H₂O+熱エネルギー」を、「2H₂O+電流」の形で取り出すための、電気分解の可逆性を利用したものです。
電気分解以外の方法は無いか? との質問かとも思いますが、化学的に水素を分離する方法があるかどうか、その具体的技術や効率については、承知していません。何らかの方法があるとしても、化学作用を促進させる媒体(触媒)が必要でしょう。都合の良い触媒があったとしても、その開発や高効率の分解法が発見されたとの報道には、接したことがありません。触媒等が環境に与える影響も考慮しなければなりません。化学電池や鉛蓄電池も、環境汚染の要因に成っています。
燃料電池以外にも、自然エネルギーを利用する発電方法は、色々考案もされ、実用化もされています。化石燃料や酸素さえも、40億年以上の太陽エネルギーの恩恵です。
一部には、『原子力こそ人類が手に入れた最高効率の安全なエネルギー』とする原発依存も、すでに『神話』となってしまいました。
太陽の恩恵を最大限に享受しながら、環境に優しく、安全且つ豊かな自然エネルギーの開発こそ待ち望まれます。

化学には至って弱いのですが、水素燃料電池に関する範囲で回答します。
水は水素と酸素の化合物で、「2H₂O」と書かれますね。しかし、これは純水(高純度の淡水=真水)で、実際に高純度の水素を得るには、電気分解法が一般に広く行われています。
電気分解には、電気抵抗の大きい高純度の真水でなければ、電源がショートして電気分解そのものが不可能です。水道水や河川・湖水・地下水等の自然水も、不純物を多く溶解・含有しているため、電気分解できません。ましてや海水はより多くの不純物を含むため、電気分...続きを読む

Q燃料電池について

最近「燃料電池」ということばをよく耳にします。
水素と酸素から水をつくって、
そのときに発生する電気をつかう、と聞きました。
これを自動車に取り付けて、二酸化炭素削減を
図るらしいですね。
なるほど、これなら二酸化炭素は発生しないですね、と
思ったのですが、
実際にこれが全世界で走るようになると、
今度は水が大量に発生してなにか新たな問題が出来たり
するのではないのでしょうか?
変な質問ですが、
よろしければご回答お願いします。

Aベストアンサー

水が増えて問題が起きるということは、考えにくいですね。
燃料電池は、仰るとおり水素と酸素との化学反応の際に発生する電気エネルギーを活用するというものです。
それでは、その水素と酸素はどうやって作るのでしょうか?
そう、水の電気分解によって水素と酸素が出来ますね。
以前、某大学の先生にお話を伺ったところ、「昼間太陽電池による発電の余剰電気を使って水素を作っておき(酸素は大気中にたくさんあります)、夜間または自動車などの燃料電池の原料(という言葉が適当なのか自信ないですけど)にする」というようなことを考えていると聞きました。
このようなシステムが現実のものとなれば、エネルギー問題も解決してクリーンな社会になるのではないでしょうか。


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