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必見!智慧得(874)「水素大量にためる合金開発/神戸製鋼所 & 筑波大学」

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昨日のニュースをブログにコピペした途端ですね! 水素技術で実用に近づきました!

memo ∞ 「「リチウム空気電池」燃料電池車(FCV)の共同開発/トヨタ & 独 BMW」 memo ∞ 「日本が世界を率いる『水素社会』/山根 小雪」 …トヨタも2015年には発売体制と報道していたはずですので、同じ機器を使うのかは定かではありません。偶然に同じ様なものを同時に開発していてもおかしくないからです。いよいよ絵空事と思っていたことが、近づいています。蓄電池/燃料電池の進歩は、自動車のみならず、あらゆるところで役立つ【クリーン燃料:夢の資源】となることでしょう。

 一番困ったことを解決することで、そこから派生する技術が、次代を担うものとなって行く。「石油不足」が、今日の日本の技術を生み出しており、今後も、資源の多様性も含めて、研究を進めて欲しいものですね!

水素大量にためる合金開発 :日本経済新聞

神鋼・筑波大 タンク向けに、燃料電池車の普及後押し 2013/1/26付    

 神戸製鋼所は筑波大学と大量の水素を効率的にためられる合金を開発した。温度設定を変えるだけで水素を大量に吸収したり、放出したりする働きを持つ。水素はクリーンなエネルギー源として注目されているが、爆発の危険性があるため安全な貯蔵方法が課題だった。合金を貯蔵タンクとして使えば、通常の金属材料に比べて3〜4倍の水素をためられる。

 主に次世代エコカーとして期待される燃料電池車(FCV)の水素燃料の貯蔵用に2015年の商品化を目指す。

 開発したのは鉄とチタンジルコニウム、マンガン、クロムを混ぜた合金。配合比率を工夫することなどで水素の吸収性能を高めた。合金をセ氏約20度以下にすると水素を吸収し、80度以上に加熱すると放出する仕組み。水素タンクの内部に使えば貯蔵量を増やせる。

 水素は酸素と反応させることで電気を発生する。電気発生時に排出するのが水だけなためクリーンエネルギーとして期待されている。ただ気体のため大きな貯蔵施設が必要。いまは高圧で体積を圧縮しタンクに蓄える方法が一般的だが、専用装置が必要でコストが高い。新合金のタンクは通常の気圧で使えるためコストを抑えられる。

 最近普及が進んでいる家庭用の燃料電池に続いて、これからは工場や事業所などで使う大型の燃料電池や、燃料電池車の普及も見込まれる。燃料として使う水素の貯蔵タンクの開発が進めば普及を後押ししそうだ。

水素大量にためる合金 神鋼など、燃料電池車向け :日本経済新聞

 神戸製鋼所と筑波大学は大量の水素エネルギーを低コストで貯蔵できる金属材料を開発した。温度条件を変えることで水素を大量に吸収・放出する働きを持つ。貯蔵タンクに使えば、通常の金属材料に比べて3〜4倍の水素を貯蔵できる。主に次世代エコカーとして期待される燃料電池車(FCV)の水素燃料供給拠点用に2015年の実用化をめざす。

 開発したのは鉄とチタンジルコニウム、マンガン、クロムを混ぜ合わせた合金。配合比率を工夫してセ氏約1100度で混合させることで、より多くの水素を吸収・放出する機能を持たせた。

 新合金は水素タンクの内側の材料に使う。同材料をセ氏約20度にするとタンク内の水素を吸収し、同約80度に加熱すると放出する。

 水素は気体なため、エネルギー源として貯蔵するには大きな貯蔵施設が必要。現状では高圧で体積を圧縮しタンクに蓄える方法が有力だが、専用の高圧化装置が必要でコストが高い。新開発の金属タンクは通常の気圧で使用可能なため、コストを抑えられる。高圧方式のタンクに使えばさらに貯蔵量が増えるという。

 最近では太陽光パネルなど再生可能エネルギーで蓄えた余剰電力が無駄にならないように、余剰電力で水を電気分解して水素として貯蔵する方法も検討されている。こうした水素の貯蔵タンクにも利用を想定している。

水素の精製・貯蔵プロセス(COA-MIBプロセス) | KOBELCO 神戸製鋼

KOBELCO

図1: COA-MIBプロセス概念図 図1: COA-MIBプロセス概念図

図2: 小型装置によるDSS(Daily Start and Stop)の
実運用ベースで水素回収率(1サイクル=1.5時間)

図2: 小型装置によるDSS(Daily Start and Stop)の実運用ベースで水素回収率(1サイクル=1.5時間)3Nm3/h規模ベンチスケール装置

                                   3Nm3/h規模ベンチスケール装置

神戸製鋼は機械・プラント分野で培ったガスハンドリング技術、製鉄所での副生ガス精製・利用技術を活かし、CO2排出量の大幅な抑制が期待できる水素社会実現のための技術開発を進めています。

電気化学反応による純水素燃料電池での発電は、低負荷でも効率が低下しないため分散型での利用に適しています。発電・エネルギー供給用水素の場合、工場での連続・安定した水素利用と異なり、需要負荷に応じた負荷変動対応や夜間停止・朝起動の起動停止対応など柔軟な供給対応をできることが重要になります。

技術開発本部では、コンパクトで毎日の起動・停止特性および負荷変動特性に優れた新しい水素の精製・貯蔵プロセス(COA-MIBプロセス:図1)を筑波大学と開発しました。100NL/hの小型装置ですでに750時間以上劣化なく運転を実証し、DSS(Daily Start and Stop)の実運用ベースでも総合効率88%以上という高い水素回収率で純水素供給を行うことができることを実証しました。(図2)

3Nm3/hのベンチスケール装置でも85%の実運用水素回収率が得られており、実用化に向けてさらに実証研究を進めています。

このプロセスは、大規模な水素ネットワークを構築せずに純水素を柔軟に製造・貯蔵しながら燃料電池に供給できることから、水素社会構築に貢献することが期待されています。


純水素燃料電池を蓄電池のように用いることで、不安定な太陽電池や風力発電など自然エネルギーの大量導入により電力系統全体が不安定になるという問題を解消することができます。新しいエネルギーネットワークの可能性として実現を推進していきます。(図3)

図3: エネルギーネットワークにおける図3: エネルギーネットワークにおけるCOA-MIBシステムの位置付け

COA-MIBシステムの位置付け

※この技術開発は環境省「地球温暖化対策技術開発事業」の委託研究の一部として実施しています。

(参照)リチウム空気電池 - NAVER まとめ

1回充電800キロ走行めざす電気自動車用リチウム空気電池

二酸化炭素を利用するリチウム空気電池(従来比3倍の放電容量)

有機材料を使わない全固体型リチウム空気電池

燃料電池にもなる新構造の高性能リチウム空気電池


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