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地球を救う燃料電池の普及を目指して
水の電気分解と逆の反応
中学校の理科で、「水の電気分解」について勉強したことでしょう。水（H₂O）に電気エネルギーを与えることで、水が水素（H₂）と酸素（O₂）に分解する反応です。逆に、水素と酸素を反応させて水になるときは、電気エネルギーが生まれます。この原理を応用した発電装置が「燃料電池」です。
これを使う「燃料電池自動車（FCV）」は、排出するのが水だけで排ガスを出さない、地球にやさしい乗り物です。今では一般の人が購入できる市販車もありますが、売れたのは1万台以下と普及が進んでいない現状もあります。
燃料電池自動車の普及を進めるために
現段階での燃料電池自動車は高級車並みの価格なので、庶民が気軽に購入できる価格になれば普及が進むと考えられています。普及が進めば燃料となる水素を供給する水素ステーションも増やすことができて、燃料電池自動車の使用がより便利になり、ますます普及が進むという相乗効果が期待されます。
燃料電池自動車の価格が上がってしまう理由の一つに、水素と酸素の反応を促す触媒として使われる白金（プラチナ）が非常に高価なことが挙げられます。
触媒を無駄なく使うための研究
現在市販されている燃料電池自動車の一部には、白金をできるだけ使わず、かつ、反応が起こる表面積を増やすための工夫が施されています。それは、白金を小さい粒にして、スポンジのようにたくさんの穴が開いた炭素の塊に、白金の粒を分散させつつ閉じ込めるというものです。その穴に水素や酸素を送り込み、白金と触れさせて反応を起こすのです。そして、そこで生まれた電気を、導電体である炭素を通して集めます。
この技術の難点が、触媒となる白金の粒に効率よく届くように、気体を送り込む方法です。穴を大きくすれば気体は通りやすくなりますが、穴を大きくして炭素の間の空間が広がると、電気を集める効率が悪くなるのです。この矛盾が解消できれば、価格を抑えた燃料電池自動車の開発につながると期待されています。
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先生情報 / 大学情報
北見工業大学工学部 地球環境工学科 エネルギー総合工学コース 准教授植西 徹 先生
興味が湧いてきたら、この学問がオススメ！
熱流体工学、触媒化学、電気化学先生が目指すSDGs
メッセージ
私は自動車メーカーで燃料電池の研究開発をしていましたが、機械工学出身者と応用化学出身者が一緒に開発に携わっていて、お互いの専門の話をすると、これが同じ日本語かと思うくらい、話が通じませんでした。それで、機械工学出身の私は応用化学の勉強をして仕事をしていました。こういうことは、あらゆる分野、業界で起こっています。技術が複雑になればなるほど、自分の専門性にプラスして、多分野の知識が必要です。大学を選ぶ際には、ぜひ自分の専門以外の勉強ができるかどうかも検討してください。
先生への質問
- 先生の学問へのきっかけは？
- 先輩たちはどんな仕事に携わっているの？
北見工業大学に関心を持ったあなたは
「人を育て、科学技術を広め、地域に輝き、未来を拓く」北見工業大学では、高度化・複雑化している科学技術の急速な進展の中で、「個々の専門分野についての基盤的な技術、知識を有するだけではなく、学際領域や新しい分野の開拓にも柔軟に対応できる能力を持ち、自然と調和した科学技術の発展と国際社会への対応を念頭においた技術開発を行い得る人材を養成する」ことを使命としています。このことをもって、本学は地域社会の発展はもとより、国家・ 国際社会の安全と平和および文化の進展に貢献します。
