未来の車社会を担う「燃料電池」の仕組み

未来の車社会を担う「燃料電池」の仕組み

未来の車社会を担う「燃料電池」の仕組み

車を知りたい

先生、フューエルセルって普通の電気自動車の電池と何が違うんですか？

自動車研究家

いい質問だね！電気自動車の電池は充電して使うけど、フューエルセルは水素と酸素を供給して発電するんだよ。例えるなら、電気自動車の電池は充電式の乾電池で、フューエルセルは発電機みたいなものかな。

車を知りたい

なるほど！じゃあ、発電機みたいに二酸化炭素が出るんですか？

自動車研究家

そこがフューエルセルのすごいところで、発電の過程で水しか出ないんだ。だから、環境に優しい次世代の動力源として注目されているんだよ！

フューエルセルとは。

「フューエルセル」とは、水素と酸素を供給し、その化学反応を利用して発電する、自動車の動力源となる装置です。従来のエンジン車のように燃料を補給するだけで、電気自動車のように充電する必要はありません。また、走行中に排出するのは水だけ、もしくはごく少量の排出に抑えられるため、環境に優しい次世代の動力源として期待されています。

フューエルセルは、電解質を挟むように燃料極（アノード）と空気極（カソード）という2つの電極が配置されています。さらにその外側には、燃料と空気を供給するための通路であるセパレーターがあります。

アノードに水素を供給すると、触媒の働きにより水素イオンと電子が発生します。水素イオンは電解質を通ってカソードへ移動し、電子は外部回路を通ってカソードへ流れ込みます。この電子の流れが電流となり、モーターなどを駆動します。カソードでは、水素イオンと電子が酸素と反応して水が発生します。

これは、水を電気分解して水素と酸素を発生させる反応と全く逆の反応です。

燃料電池とは何か？

燃料電池とは、水素と酸素を化学反応させて電気を作る発電装置のことです。電池と名前はついていますが、実際には発電機に近い仕組みを持っています。従来のガソリンエンジン車が燃料を燃焼させてエネルギーを生み出すのに対し、燃料電池は水素と酸素を化学反応させて電気を作り出し、モーターを動かすことで車を走らせます。この化学反応の過程で発生するのは水だけなので、二酸化炭素などの排出ガスを出さない、地球に優しいクリーンなエネルギーとして注目されています。

燃料電池の仕組みを解説

燃料電池は、水素と酸素の化学反応を利用して発電する、未来の車社会を担う鍵となる技術です。

仕組みは、電池の一種である燃料電池ですが、乾電池などとは異なり、燃料となる水素を供給し続けることで発電し続けるという特徴があります。

燃料電池内部では、水素と酸素が反応し、その際に発生するエネルギーを電力として取り出します。この反応の副産物は水のみであるため、二酸化炭素を排出しないクリーンなエネルギー源として注目されています。

燃料電池車のメリット

燃料電池車は、ガソリン車やディーゼル車に代わる次世代自動車として期待されています。その理由は、多くのメリットを持つためです。

まず、燃料電池車は、走行時に二酸化炭素を排出しません。これは、地球温暖化対策として重要なポイントです。発電時に水しか排出しないため、大気汚染の心配もありません。

次に、燃料電池車は、ガソリン車と比べてエネルギー効率が優れています。そのため、燃料コストを削減できる可能性があります。

さらに、燃料電池車は、モーターで走行するため、静粛性が高いこともメリットです。エンジン音が気になる住宅街でも、静かに走行できます。

これらのメリットから、燃料電池車は環境に優しく、経済的で、快適な乗り物と言えるでしょう。今後、燃料電池車が普及していくことで、私たちの生活はより良いものになると期待されています。

燃料電池車普及への課題

環境性能の高さから未来の車として期待される燃料電池車ですが、いくつかの課題も抱えています。まず、車両価格の高さが挙げられます。燃料電池の心臓部には高価な貴金属が使用されており、これが車両価格を押し上げています。また、水素ステーションの不足も課題です。ガソリンスタンドのように、どこでも手軽に水素を充填できる環境が整っていない現状では、燃料電池車の普及は難しいと言えます。さらに、水素製造過程でのCO2排出問題も指摘されています。水素は製造方法によっては、CO2を排出してしまうため、真のクリーンエネルギーと呼ぶためには、再生可能エネルギーを用いた水素製造方法の確立が急務となっています。