カセットボンベで発電!ハンディ燃料電池

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流行りモノから新技術まで! 5分でわかる最新キーワード解説

カセットボンベで発電!ハンディ燃料電池

2013/05/22


  日々進歩するIT技術は、ともすると取り残されてしまいそうな勢いで進化の速度を高めています。そこでキーマンズネット編集部がお届けするのが「5分でわかる最新キーワード解説」。このコーナーを読めば、最新IT事情がスラスラ読み解けるようになることうけあい。忙しいアナタもサラっと読めてタメになる、そんなコーナーを目指します。今回のテーマはなんとカセットコンロのLPGボンベをそのまま使って効率よく発電できる「ハンディ燃料電池」。ボンベ1本で24時間、電子機器などを駆動できる、SOFC(Solid Oxide Fuel Cell/固体酸化物形燃料電池)の実証に成功しました。

ハンディSOFC燃料電池

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ハンディSOFC燃料電池とは

 従来は据え置き型の発電設備として開発されてきたSOFC(Solid Oxide Fuel Cell/ 固体酸化物形燃料電池) の大幅な小型・軽量化に(独)産業技術総合研究所(産総研)が成功した。なんと燃料はカセットコンロに使われるLPGボンベでよい。手提げカバン程度のサイズで数kgの重量しかない試作機では、1本のカセットボンベで5VのUSB機器を24時間以上連続駆動可能なことが実証できた。これにより、大規模発電や家庭用発電・給湯設備(コジェネレーションシステム)としての利用以外に、災害対策用、アウトドアレジャー用など、多様な応用の道が開ける。

図1 実証に成功したハンディSOFC燃料電池
図1 実証に成功したハンディSOFC燃料電池
資料提供:産業技術総合研究所
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燃料電池ってそもそも何?

 「燃料電池」のイメージが湧かなければ、中学校で習った「酸化還元反応」を思い出してみよう。ボルタ電池やレモン電池などで発電実験をしたことがおありなのではないだろうか。乾電池などの1次電池も基本的には同じ原理で電気を作っている。しかし乾電池は電極の中に酸化剤と還元剤が入っているが、これらが空っぽになるまで使い切ると化学反応が進まなくなり「電池切れ」になる。燃料電池は「水の電気分解の逆反応」を利用したものだが、酸化剤(空気)と還元剤(水素)が電極とは別々になっていて、外部からどんどんつぎ込むことができるものだ。電解質や電極などが劣化しない限り、かつ燃料がある限り電池切れが起きない「発電装置」として使える。

■高発電効率の燃料電池

 一般的な火力発電や原子力発電は石油・石炭・ウランなどを燃やしてお湯を沸かし、蒸気でタービンを回したりピストンを上下させたりして「化学エネルギー→熱エネルギー→運動エネルギー→電気エネルギー」と変換を繰り返すが、変換のたびにエネルギーをロスする。燃料電池の場合は「化学エネルギー→電気エネルギー」の変換だけなので、発電効率がずっとよい。
 家庭用コジェネレーションシステムとして製品化された燃料電池の発電効率は45%を超えるところまでたどりついており、これは一般的な火力発電所(40%程度)や原発(30%程度)などよりも優秀な数字だ。ガスタービン発電と蒸気タービン発電を組み合わせたコンバインドサイクル発電の前段に燃料電池を組み合わせると、発電効率を70〜80%くらいまで高められるとされている。

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