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電力コラム » 発電方法

未来のエネルギー?燃料電池とは

2020年2月18日 公開

カテゴリー:発電方法

現在多くの注目を集めているのが「燃料電池」です。もしかしたら言葉などは聞いたことがある方もいらっしゃるかもしれません。特に家庭用燃料電池や燃料電池内蔵の自動車などが、ここ数年で大きな話題になってきています。今回はこの「燃料電池」について書いていきたいと思います。

燃料電池とは?

私達が日常利用する電気。電気を生み出す方法としては「発電」がありますが、発電には多くの種類があります。火力発電、原子力発電、水力発電、風力発電などなどです。これらは基本的には外部から得たエネルギーによってタービンを回し、それにより電気を起こすという仕組みになっています。一方「電池」は外部で発電した電気をためておき利用する、というイメージになります。利用するためには「充電」の作業が必要となります。

さて最近良く聞く言葉である「燃料電池」。名前に「電池」がついているために、利用するには充電などの作業が必要であると思いがちです。しかし実は「燃料電池」は蓄電池などのように電気を貯めておくのでは無く、その装置内で電気を発電しているのです。

燃料電池の仕組み

それでは一体燃料電池は、どのようにして発電をしているのでしょうか。燃料電池で必要となるのは「水素」と「酸素」になります。水素と酸素を直接化学反応させることで、電気が発生するようになっています。この時の大きな特徴ですが、発電時に一緒に発生するのは「水」と「熱」だけになります。他の火力発電などのように、温暖化ガスなどは発生しない、非常にクリーンな発電方法となっているのです。

燃料電池の特徴

燃料電池にはいくつかの特徴があります。それを見ていきましょう。

非常にクリーン

まずは上にも書きました通り、火力発電などでは発電の際にどうしても温暖化ガスや二酸化炭素などが排出されてしまいます。現在これが大きな問題となっています。しかし燃料電池では発電の際に排出されるのは、全く無害な「水」なのです。この点からも非常にクリーンなエネルギーである、という事が期待されています。

非常に静か

火力発電や水力発電、原子力発電では基本原理として機械によってタービンを回すことで発電を行っています。その際に当然のことですが、タービンを回す騒音が発生してしまいます。しかし燃料電池による発電は、化学的な反応によって行われます。ですので大型のタービンを回す必要などは無いので、それらの発電方法と比べてかなり静かに発電が可能です。

非常に効率がいい

燃料電池はその他の発電と比べて、発電効率が非常に高いことが特徴となっています。もちろん実際には理論通りの発電効率を得ることは難しいのですが、損失したエネルギーの分は「熱」として排出されます。その「熱」も様々な利用方法が考えられますので、トータルとして見ると非常に高いエネルギー効率だ、という事があげられるでしょう。

燃料電池のデメリット

それでは今度は燃料電池のデメリットを見ていきましょう。当然ですが、どんな物にもデメリットが存在いたします。

設置コストが高い

燃料電池のデメリットとして、その設置コストがとても高いのが上げられます。まだまだ新しい分野のエネルギーですので、その材料や部品なども十分に安くはありません。特に家庭用に燃料電池を設置しようとする場合、かなりの高コストとなってしまい、簡単に手が出せるものではなかなかありません。

寿命が限られている

燃料電池の種類や利用方法、規模などによっても変わってきますが、燃料電池の寿命はおおよそ4万時間前後と言われています。家庭用などの場合、24時間稼働するわけでは無いにしても、最大で10年も利用できればかなり長い方だと言えるでしょう。

しかし上にも書きましたように、設置コストが高いものをおよそ10年前後で取り替えていく、というのはあまり現実的では無いといえるでしょう。燃料電池にしたことでの電気代削減効果もあまり期待できないかもしれません。

最後に

燃料電池は非常にクリーンなエネルギーですが、実用面からいってまだまだ多くの課題があります。特に自動車などを燃料電池で動かすためには、街中に水素ステーションが必要になってくるのですが、それらの設置もまだまだ遅れている状況です。

しかしこれからの未来を担っていくエネルギーの一つであることは間違いないでしょうから、やはり絶え間ない研究と発展が期待されますね。

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