メタノール燃料電池自動車、実用化のカギは高出力化

自動車の効率を向上させるハイブリッド技術

環境やエネルギー資源の問題が注目される現在、自動車の効率向上が求められています。その中で、エンジンによる発電と電気モーターによる走行を組合せたハイブリッド電気自動車がすでに実用化されています。このエンジンによる発電は、ほかの発電方式に置き換えることも可能で、例えば燃料電池を利用することもできます。

水素の高密度搭載の難しさとメタノール燃料電池

燃料電池は、水の電気分解で水素と酸素を作る過程の逆の原理で、水素と酸素を反応させて水と電気を生み出すものです。効率が高くクリーンな発電方式です。しかし、水素は体積あたりのエネルギー量が小さいため、ガソリンエンジンによる発電と同等の電力を生み出すには大量の水素が必要となります。このため、水素は自動車に搭載する燃料としては必ずしも適していないという考え方もできます。燃料電池の燃料には、水素だけでなく密度の高い液体メタノールを利用することもできます。しかし、従来のメタノール燃料電池は水素燃料電池に比べて発電出力が低く、自動車に使用するにはじゅうぶんな性能とは言えません。

金属多孔体を利用したメタノール燃料電池

燃料電池の発電出力を向上させるには、反応に必要なメタノールや酸素を電極にスムーズに供給することが必要になります。また、反応によって生じる水をスムーズに排出することも重要です。燃料電池には、このような役割を果たす流路となる部品が電極に接する状態で用いられていますが、従来の流路では電極面積の一部が反応に使われにくいという問題があります。これに対して、金属多孔体という小さな穴がたくさん開いたスポンジのような金属を利用した流路が研究されています。これによって、メタノールや酸素を電極全体に供給でき、電極の全面を無駄なく反応に使うことで、従来の約3倍の出力が得られるようになりました。自動車に使用するには、さらに高い発電出力が望ましく、さらなる研究が進められています。

※夢ナビ講義は各講師の見解にもとづく講義内容としてご理解ください。

※夢ナビ講義の内容に関するお問い合わせには対応しておりません。

先生情報 / 大学情報

東京都立大学都市環境学部環境応用化学科教授首藤登志夫先生

興味が湧いてきたら、この学問がオススメ！

機械工学

メッセージ

研究をする上でも、将来社会に出て仕事をする上でも、着眼点や価値観というものが大事になります。価値観というのは、物事に対する印象や選択の積み重ねによって築かれていくものですから、自分の価値観をしっかりと持つためには、幅広くいろいろなことを体験することが大切です。自分で実際に体験できることには限りがありますから、文学や映画などを通じて疑似体験することも有効です。価値観を養う糧となるものはアニメやゲームなど普段何気なく接しているものの中にもあるかもしれません。

東京都立大学に関心を持ったあなたは

東京都立大学は「大都市における人間社会の理想像の追求」を使命とし、東京都が設置している公立の総合大学です。人文社会学部、法学部、経済経営学部、理学部、都市環境学部、システムデザイン学部、健康福祉学部の7学部23学科で広範な学問領域を網羅。学部、領域を越え自由に学ぶカリキュラムやインターンシップなどの特色あるプログラムや、各分野の高度な専門教育が、充実した環境の中で受けられます。