水素による燃料電池

Question

以前、「将来的には風力などの自然エネルギーを使用し海水などから水素をとりだし燃料電池とする」といった趣旨の記事を読んだのですが、この海水から水素を取り出す技術ってどのくらい実用の可能性が見えている技術なのでしょうか？
技術的にハードルが高く夢の技術という部類のものなのでしょうか。それとも一部のコスト面やインフラなどの問題が解決すれば実現可能と考えられる技術なのでしょうか。

この辺りご存知の方書き込みをいただけたらと思います。
よろしくお願いします。

rinkun · Accepted Answer

水素の製造自体は難しくないですが、保存や輸送にはまだまだ技術的な問題があります。燃料電池自動車の開発計画では、実用化は2015～30年くらいを目指しているようです。
またANo.1-4のお礼に書かれているような、製造した水素を使って火力発電というのは効率を考えると無駄が多いように思われます。風力などの電力を水素に置き換えて、またその水素から電力を作るわけで、これは一種の蓄電池ですが効率は50%にも届かないくらいです。それならリチウムイオンバッテリなどの方が効率的でしょう。

toy_can · Answer

一般的な発電のコストは2000年のデータで以下のとおり
一般水力　13.6
石油火力　10.2
石炭火力　6.5
LNG火力　 6.4
原子力　　5.9円/Kwh
ちなみに太陽電池は1Kwを実現しようと思ったら、70万円程のパネルが必要で3年交換だったかな。
パネルの汚れに対応するため月に1度のメンテナンスとなります。
これを人件費いくらくらいで計算するかによりますね。
水力なんて大半が保険と人件費だそうですから、これよりも上といった感じでしょうか？

mauchi · Answer

＞将来的には風力などの自然エネルギーを使用し海水などから水素をとりだし燃料電池とする
この場合その電力を直接使った方が効率が良いと思います。

ところで水素の利用についてですが、
海水から水素を取り出せる細菌が見つかっています。
これを大腸菌等で出来るようになれば、夢の水素社会も実現可能かも

aburakuni · Answer

まず水素の製造については、電気分解の場合は元の電気を得る由来によってCO2が発生しますし、改質の場合は必ずCO2が発生します。
従って例えば水素型燃料電池車は確かにCO2を走行においては発生しませんが、燃料供給システム全体に関するCO2発生に関しての利点は効率が良い事にあります。
水素を得る技術的ハードルは高くありませんが、コスト面に課題があり、特に供給インフラに関しては極めて難しい問題があります。
チャレンジャー号の事故の様に液体水素は極めて厳重な取り扱いが必要であり、圧縮に関しての気圧も350気圧以上が実用上必要となります。
液体化温度として危険とされているLNGが-160℃に対して-260℃、LPGの液化気圧４気圧に比べて350気圧と言う危険物を、都会の中で移動・貯蔵する事は巨額なインフラ投資を必要としますので、実際には直接供給
所での改質が現実的であると思われます。

omeger · Answer

水から水素を生成する反応を起こすこと自体は
非常に簡単で高度な技術は要しませんが、
実用化の問題は低コスト・低エネルギーで
該当の手法で作られた水素燃料が利用できるかで、
有望かどうかは総合的なコストが削減できる技術開発の動向次第と思われます。

・水の分解
水 → 水素 + 酸素
2H2O → 2H2 + O2

水素は電力さえあれば電気分解で作ることができますが、
この電力を作るために他のエネルギー源に頼るため、
エネルギーの大本が水ではない点には留意する必要があります。

洋上の風力発電所から水素燃料を作ること自体は技術的に困難ではないはずです。
水から水素を製造する方法には電気エネルギーを利用する以外にも、
原子力発電(高温ガス炉)利用では高温の熱化学分解、
太陽光を用いる光分解というのもあるらしいです。

今のところ、水素は天然ガスのメタンから作られています。
・メタン水蒸気改質
メタン + 水 → 水素 + 二酸化炭素
CH4 + 2H2O → 4H2 + CO2

でも水素と同時に二酸化炭素も作られるため、
必ずしも環境への負荷が小さくない問題はあります。
なお、メタンからも二酸化炭素を伴わずに水素が作れないかというと、
作れないわけでもないらしいですが、
これも結局はコストの問題となるのでしょう。。

・直接改質
メタン → 水素 + ベンゼン 
6CH4 → 9H2 + C6H6
など

arain · Answer

>この海水から水素を取り出す技術ってどのくらい実用の可能性が見えている技術なのでしょうか？
取り出すだけなら簡単にできますよ。
問題となるのは電気分解を行った際に副産物として発生する塩素ガスの処理方法です。
また、水素の安全な貯蔵方法（スタンド/車両方とも）については様々な業界が取り組んでいる課題です。

尚、海外では太陽発電によって水の電気分解を行う水素スタンドの実証実験を行っている国もあります。

水素による燃料電池

水素の製造自体は難しくないですが、保存や輸送にはまだまだ技術的な問題があります。

一般的な発電のコストは2000年のデータで以下のとおり

＞将来的には風力などの自然エネルギーを使用し海水などから水素をとりだし燃料電池とする

まず水素の製造については、電気分解の場合は元の電気を得る由来によってCO2が発生しますし、改質の場合は必ずCO2が発生します。

水から水素を生成する反応を起こすこと自体は

>この海水から水素を取り出す技術ってどのくらい実用の可能性が見えている技術なのでしょうか？

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