燃料電池についての解説をしました。
長い間、究極のクリーン発電として注目されてきましたが、技術的には骨の折れるような課題が多く、世のトレンドとしては二次電池であったことなどから、普及は遅れてきました背景がありました。
今回の動画は記事・資料を参考に作成致しました。
【書き起こし】【燃料電池】クリーンで高効率な発電システムで次世代エネルギーを担う
(00:01) はいみなさんこんにちはた彼のです今回のテーマはこれですね 水素を活用した次世代エネルギーシステムの導入に向けて 燃料電池というテーマでお話ししていきます宜しくお願いします 今回のですねえ動画の構成はこちらになっております はいではですね2020年10月29日の日本経済新聞の記事ですね 三菱パワー欧州で産業用燃料電池どう納入へと海外初受注ということで 三菱パワー29日報酬で産業用燃料電池を受注したと発表した 海外で受注 海外での受注は当社にとって初めてとエネルギー関連企業が加盟するドイツの研究機関 向けで熱や電力を供給するシステムの中核設備として 2022年3月までに稼働すると欧州では水素などを活用した次世代エネルギー システムの導入が進んでいるということですね受注時に海外 エネルギー関連設備の下部倍拡大につなげるということで今回ですねえと燃料電池の8
(01:14) 原理とですねと言ったところに使われていくのか まああとですねそのシステムですねまあそういったところの話をしていきたいとおもい ます まずですね燃料電池についてですけれどもこれはですねど水素とですね 空気中の酸素が反応してですねえっ水分子を生成させる際にですね発生した化学 エネルギーこれから熱ですねこれで熱でっ熱からですね 連携エネルギーを取り出す まあね円形姉に変改するデバイスとまあそういったことを得 いたします で衛藤発電システムとあの行ったほうがいいかもしれないんですけれども あの常にですねえと酸素を供給することによって運転が続くということですねマティ レクバーの電池という言葉が今のところ定着していますね a 燃料電池はですね水素と酸素のまあ反応で水を生成させるということはですね聞い た事がある方は多いと思うんですけれども まあただですねこれはですねえっとえええ
(02:22) 年々燃焼堪能ではないんですねえっと年収を完納はですね熱と光を出すっていうのか マネー相反応なんですねええ年でこの燃料電池車ですね電気を取り出す反応まつまり ですね電極反応を起こしますね 園地ということですので燃料電池は燃料と酸素の電極反応ですね でんえ燃料年中ので一例としてへスライドのようなですね f 電池の場合ですね f 曲これは燃料曲ですね江戸で選曲 酸素極空気極ということもあるんですけれどもこのマリオですねそれぞれ まっ水素と空気で満たしてですね 了 曲を結んであげますと f 局からへと正極側へ電子が流れるわけですね 電解質にはですねえっとアルカリへ電解質型燃料電池 まあこの afc と呼ばれるものなんですけどこういったものの場合はですね
(03:27) 水酸化物イオンと ooh マイナスというアニオンが溶けていまして このこれはですね両極間を移動できますねえちょ 雪ですね水素分子と酸素分子がであって化学反応を起こすっていうだけではない コード骨だけでは化学反応というのはエネルギーを発生させて終わるんですけれども まあそのはですね燃料電池はですねこの水酸化物イオンが荷電粒子としてねあの働く です荷電粒子となって電気を吐く 5分ですねまあそういうことによって回路を作ることができますので これによってですね電気エネルギーを取り出すということができるわけですね ちなみに燃料ですけれどもまあ燃料清楚ですねええ追走はですね実は地球 処分をですねえと自然界にはほとんど存在していないんですね 真のニーズとかあと化石燃料の中の化合物の構造の中にですねえと水槽原資として存在 してますね 燃料電池に使用されます水そのほとんどはですねねんへ天然ガスをはじめとしてまー
(04:35) 石油石炭などの炭化水素と呼ばれる化石燃料からせいぜい作られています この方法ですね階室と呼んでいます例えばですね3メタンの分子はですねえっとた ああそうを1塩しておいや政府が4件子から構成されているんですけれども まあそういった有機化合物ですけれどもこのですねメタン分子1分子からですね2段階 の改質反応によってですね sass 4件ヒョン分子ですね4分子と後に参加関数を co2 1分子が得られるわけですね ん つまりですねえどす磯8g 系合計8グラムを作るのに寝たん16g を使用していて で彫って23完成44g を輩出します したがってですねこのような方法で作っている限りはですね 燃料電池も地球温暖化ガスと言われている co2をですね間接的には輩出している ことになるわけですね ただですね火力発電や内燃機関よりも高い効率が期待されているですね燃料電池は使用 すると化石燃料を8奨励することができるので co2排出量を減らすことはまあそう
(05:46) いったことが期待されてるわけですね 燃料電池にもですねいくつか種類がありますが実用性が高いものとして4つありますね えっえっと林さんがた そして溶融炭酸塩型8固体酸化物型8後固体高分子型の4つですね 用途としてはですねうん3型電源にも使えるのがこともなんですけれどもこの分散型 電源というのはですねえっと電力供給の一形態ですね発電層その発電装置を消費近くに ですね分散して電力の供給を行う まあそういったわけない電源ですね 左3つはですね 電源用であったり発電プラント向けに使用されたりですね 工場ですとか大型ビールのですね電力供給向けに作られていて大型のデバイスとして 使用されますね 答え高分子方はですねちょっと比較的小型で自動車用別とか 家庭用あと端末用に設計されたものですね
(06:56) うん低温度についてはですね質問からへと鮮度ぐらいまで高音までねうん呈するもの まであります 一般的にね発電効率が高いと言われ内燃機関よりも比較しても貼って高いと言われてい て 栄は言われていますねだいたい540%からまあ高くて70%前からその他にもあり ます 難しいですねえと材料コース等の問題ですとカート時給制度が耐久性に問題も多くて ですね 普及は結構遅いっていうのは現場でしたね話の冒頭で三菱パワーがは江戸応手に4 ヒュー 納入する燃料電池というのはこちらですねえっと sofc ですね今回ですねこの動画では えっと sof シーンを え特徴について解説していきます はいこれはですねえと答え酸化物形燃料電池 sofc の運転イメージですけれども 来たエイ電解質を使っていますので大型のですねえと全固体電池の一種であると言い ますねえっ夏音の流れとしてはですね えっと丸一番へ燃料供給のためにですね
(08:03) 他の改質を起こしますね でえっとえええこれによってですね水素や一酸化炭素を発生させます へそしてですね空気中の酸素が 空気極でですねえっと電極反応によって電子を受け取ってその結果ですね山荘原子が ですね電信2個授業したい音である 酸化物イオンですねこのような五酸化物イオン追う生成します そしてその後その酸化物イオンがですね 政局から固体電解質へ移動しますね 移動して二局へ異動します そして 燃料極二曲でへと酸化物イオンが水素や一酸化炭素と反応して 1こちらですね水とマーニー酸化炭素が生成するということですね その結果酸化物によるがですねえっえっと う その結果は酸化物イオンがへと運んだ電子で発電ということになります えっと特徴としてはですねえと電極間のですねイオン伝導っていうのが心 酸化物というイオン伝導が酸化物イオンであるということとあと電極や電解質はへと
(09:16) 酸化物セラミックスであるということそしてコーンで運転数ということで反応促進剤が いらないですね ああああああ また一酸化タソも燃料として扱えるまあそういったことができますね ついた特徴がありますね と垂らしですねと4月や天然ガスを供給することで運転できるわけですけれども 脱硫処理っていうのをですね行う必要がありますね 脱硫処理というのは利用除去する a 工程ですね ついにですねえとこの固体電解質1鳥谷は安定化ジルコニアについて何なのか f 快適したいと思います 一鳥谷安定がジルコニアっていうのはですね ysz と通称呼ばれるものですね ジルコニアというですねセラミックス zro 2があるんですけれども こちらにですね号から10%程度のですね言っとりあえっと y 2 o 3をですね セラミックスを添加したものなんですね このジルコニアなんですけれども燃料電池で使われる温度領域 send ぐらいの ですね高温の時と
(10:22) 後20度くらいのですね8質問の時で急いせっ決勝皇族結構変わるんですねか違うん ですねそのためですね温度変化によって結晶構造の繰り返しが奢ら 猫行われることになりますその結果ですね体積変化っていうのがまあ結晶構造の変化が 奢る事って4%から5%ぐらいえっと生じましてこれがですね何回も繰り返されること によってですね時間経過による劣化 またはですね破壊を引き起こしてしまうということがありますねこれはですね会計 するために行っ鳥谷安定化ジルコニアという物質が開発されたということですね 5%から10%程度のイットリアを混ぜることによってですねえええ 一部ですね空隙ができるわけですねこれがですね体積変化を緩和してくれるということ なんですね であのまいねえ者なのに絵鞆子ですね電車がどんどん小さくなっていくとするとですね 中の人って大変苦しくなるわけですけれども まだ満員電車じゃなくてまあある程度ですね隙間んがあれば余裕が生まれますよね まあそんなようなイメージっていうことですね
(11:32) え次にですね sofc のシステム構成についてですけれども発電効率を高めるため にですね 8第一年力と台に電力を取り出せる構成になっていますねまずですねえと都市ガスは ですね立つ僚機に入りまして 問8セーブごっこで除去されます 次にですね美容成分や医用立つ冷気からですねでた ガスはですね炭化水素ガスのみとなりますのでえっとこっちこれがですね会4月に入り ましてメタンやプロパンから水素と 後一酸化炭素へ改質されます そしてですねえと水素や一酸化炭素はセルスタックというですね 電解質えっと電極セパレーターのセル画ですね意識が結局いくつもですね積み重なって 積層された燃料電池デバイスっていうのを通りますね えっとこの空気中ここでですね空気中の酸素との反応により電気を取り出しますここで ですね第一電力っていうのはいるわけですね 英化学反応によってですね生成した二酸化炭素や水というのは高温ガスなどでえっと ここでですねタービンを回転させることにより電気を再びといたします
(12:43) ここでこれですね大に電力を得ますね 生成した水っていうのは階室の原料となりますので純粋にきれいな水にして原料として 使用します え最後に残った co2は廃棄されて水は場合によっては給湯装置ですね急騰 えソチへ進んで温水レストカート上位として利用されます このようにですねえっとえすおーえすしーにはですね二次的に発言ができるようにです ねコジェネレーションシステムってのが使われていますね 最後にですねえと燃料電池か注目された際に応用されたものとして燃料電池事業者って いうのがありますのでねこれについてもですね触れておきたいと思います 燃料でチー自動車をですね燃料電池で発電しながらその電力でモーターを回して江藤を 走る運転自動 味業者 で水槽ですね内燃機関で燃焼させて動かすまあ水素日同社とはまた別どうものです これらのですね車というのは燃料となるですね水槽を車に積む方法が問題となるわけ
(13:54) ですね 水素の貯蔵のためにですね水素ガスボンベですとか あと液体タンクですねえと水素吸蔵合金を使ってしまうとですね非常に重たくなるわけ ですね えっと切ろうエトナに数百円台というですね 線千数百円台といいですねえと厳しい製造コストが求められている自動車 ですけれどもまぁコレですねまぁこういったものを積んでそういったか工芸 実現するのはなかなか厳しいものがあるということですねそしてですねえと水槽車に 供給するためには まああとえっと水素スタンド う のようなですね新しいシステムが必要となるわけですね ペロまで階室を行ってと水槽を合成しながら 発電するというシステムも検討されてたんですけれども がそれにごく微量含まれているですね美容成分がやっぱり 燃料電池女性の著しくですね下げてしまうんですねそのためですね超クリーンなですね ガソリンをつくる必要があるということが立たん
(14:58) 1,000円8そのためですね燃料電池を積んだ 電気あーですね自然長をツンツンだですねえっと電気事業者とか ev 車にも普及をかなり遅れている感じではあったんですけれども 8燃料電池のですねバスを燃料電池を積んだバスがすでに公道を走っていてですね まあそれらがです 燃料電池自動車のですねあの普及に徐々にへ 貢献していくのではないかと思いますね ということでえっと今回の動画は以上となります ここまで8ご視聴いただいてありがとうございましたまたですねえと動画が良かったら ですねグッドボタンもよろしくお願いします また他の動画でもよろしくお願いします
・大阪ガスHP
固体酸化型燃料電池について
https://www.osakagas.co.jp/rd/fuelcell/sofc/sofc/index.html
・三菱パワーHP
燃料電池
https://power.mhi.com/jp/products/sofc/overview
・Wikipedia
安定化ジルコニア・SOFC
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