【書き起こし】【燃料】水素を使えば地球温暖化が防げる?水素の製造方法や今後の可能性は?
(00:00) 皆さんこんにちはトヨタ自動車が次世代自動車として他メーカーに先駆け 水槽燃料とする自動車未来を発売しました たまに街を走っているのを見るとつい凝視してしまいます 未来は水素を使った燃料電池でモーターを回して走る電気自動車で エンジンなどの内燃機関を利用するわけではありません 水素は燃焼後に水しか出さない燃料として地球温暖化防止策の一つとして重要視されて います 今回は化石燃料の代わりに水素を利用すれば本当に地球温暖化は防止できるのか そもそも水素 どうやって作られるのかについて解説したいと思います そもそも水素と地球温暖化にはどのような関係があるのでしょうか 地球温暖化は炭素を多く含む化石燃料を燃焼させてエネルギーに変える際に発生する co2が太陽から降り注ぐ放射エネルギーを 吸収することで表面近くの温度が上昇することを言います 表の温度が上昇すると新型の病が流行ったり海水が膨張して水面が上昇したり
(01:12) 北極の氷が溶けるなどの様々な悪影響があると言われていますつまりエネルギーを得る 手段として 炭素を多く含む燃料を利用せず co2が発生しなければ地球温暖化は防止できると いうことになります そこで現在着目されているのが水素による燃料保管です 水槽燃焼させてエネルギーを得る場合次の式から燃焼後には水水蒸気 しか残らない ということがわかります低発熱量の観点から化石燃料と水素を比べてみると次のように なります 質量あたりの発熱量はガソリンの約2.7倍と非常に大きいことがわかります 1モル標準状態で22.4 l あたりの発熱量を控え してみると水素は1mol =2g メタンは1mol =16g プロパンは1mol =44グラムなのでそれぞれを 比較すると次のようになります つまり同じ体積あたりで比較すると 数
(02:16) その発熱量はメタンやプロパンなどの化石燃料に比べて著しく小さくなります つまり化石燃料と同じエネルギーを得ようと思うと高圧で圧縮しなければ同容量の貯蔵 庫に同等のエネルギーを補完することは不可能ということになります この2つの観点 から水素は燃えやすく質量あたりのエネルギーも大きいので 燃料としては優秀だが使用するためには高圧で保存する技術が必要ということになり ます 保存の技術さえ確立すれば利用できそうな水素ですが水素が広まると本当に地球温暖化 は防止できるのでしょう かそもそも水素はどこからやってくるのでしょうか 水素を利用することで地球温暖化が防止できるかどうかは水素を製造する過程を見れば 検証できます いっ パン的に水素を製造するには次の5つの方法があります 水を電気分解する化石燃料から生成する木材から生成する 温泉水からつくる製鉄所などの複製ガスを利用する
(03:22) それぞれ水素ができる過程を見てみましょう1 水を電気分解数 う水素を作る方法で最もメジャーなものが水の電気分解です 水に水酸化ナトリウム等を少量溶かし 電圧をかけると水が分解されて水素と酸素が発生します 副産物がさんその3で非常にクリーンな方法ですが分解させるために電気が必要 になるため触媒利用による高効率化などの課題があります また発電するために化石燃料を用いている場合はその際に co2が発生することに なるため 地球温暖化対策にはなりません今後核融合発電や原子力発電など co2が発生 しない方法で電気が作られるようになった場合は 同社の燃料として水素を利用することは温暖化対策として有効だと言えます に化石燃料から生成する石油や天然ガスなどの化石燃料を分解して水素を取り出します もっとも安価で大量の水素を製造することが可能です
(04:29) 空気と混合して不完全 燃焼をさせたり水蒸気と反応させることで水素を発生させます この際水素だけではなく co2や co などの温室効果ガスも発生するため地球 温暖化の防止にはつながりません 産木材から生成する木材などのバイオマス燃料も水上 木と反応させることで水素を発生させることができます ここでも木材の原料セルロースには炭素が多く含まれるので co や co2などの温室効果ガスも発生してしまいますよ 温泉水から作る理科の実験で酸性の溶液にアルミニウムを入れると水素を発生しながら 溶けるということをやったことがある方も多いのではないでしょうか この性質を利用して賛成の温泉水にアルミニウムを入れて水素を発生させるという 取り組みも行われているよ です自然に湧き出ているものから水素が発生できれば 温室効果ガスを排出することなく水素を生成できます 5
(05:35) 製鉄所などの複製ガスを利用する製鉄所などで燃料とされるコークスは石炭を蒸し焼き にしたものです コークスを製造する際に発生するコークス炉ガス cog には多くの水素が含まれていますこのように本来の目的とは別の形で複製する 利用価値のあるガスを複製ガスと呼びます製鉄所のほかに水素が複製ガスとして発生 する工場として 食塩電解工場などがあります結局のところどの方法を利用しても水素を大量に生成さ せるためには 同時に温室効果ガスが発生してしまいます つまり水素を利用することで最終反応では水しか生成しませんがそれが直接温暖化防止 につながっているかといえば疑問が残るところです 水素を動力に変換する仕組みはエンジンなどの内燃機関のように燃焼させるわけでは なく燃料電池を利用し て電気を発生させます燃料電池は水素と酸素を反応させて電気を作ることができます 酸素は空気中から取り入れられはい
(06:45) 出されるものは水飲みなので非常にクリーンです 発電させた電気でモーターを回転させることで水素が動力に変換されます では 水素を利用することによるメリットは何でしょうか大きく二つです 環境にやさしい補給が早い水素を利用した場合 排出されるものは水飲みですガソリン車のように排ガスを発生しません排ガスには co2だけではなく 硫黄酸化物や窒素酸化物も含まれる 雨環境に悪影響を与えます水素を利用すれば街の環境に悪影響を与えず環境に優しい 燃料と言えます また電気自動車と比べると充填する時間が短く済みます 電気自動車30分から60分 水素自動車3分 磯は化石燃料のようにすぐに燃料を充てんできてガソリン車のように排ガスを出さない という ガソリン車と電気自動車のいいとこどりだと言えそうです 逆に水素社会に向けての課題は次の2つです 貯蔵が難しい爆発リスクがある
(07:53) 水素は常温では機体のため 液体の状態で貯蔵するには高圧にしなければいけません一般的に水素自動車に充填する 際には 35メガパスカル程度まで高圧にしています 充填圧力を高くすればそれだけ供給できる水素の量も増えるので タンクの高圧化が進められていますまた 水素は非常に燃焼しやすいので爆発のリスクがあります まとめると水素を利用して温暖化を防止させるためには水素を製造する過程で発生する co2をいかに減らすかが鍵になりそうです 水の電気分解を行う際には利用する電気を太陽光 yahoo 風力などの自然エネルギーでまかなうことで立つ炭素化できそうです 電気は一般的に貯蔵しておくことが難しいエネルギーなので水素を利用することで電気 エネルギーを貯蔵可能にできるというメリットもあります 技術的にさまざまな課題はありそうですが 水素社会がお
(08:55) 子連れ町が美しくなる日が来ればいいですね以上で解説を終わります この動画が少しでも役に立ったという方は是非 高評価ボタンをお願いしますまた数分間で一つ賢くなれる動画をアップしていくので チャンネル登録をお願いしますご静聴ありがとうございました
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