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最終更新日:2016年12月11日
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電池| |
燃料電池(Fuel Cell)とは化学反応(Chemical Reaction)によって電気(Electricity)を発生させる電池(Battery、Voltaic Cell)の一種である〔水の電気分解(Electrolysis)の逆のメ カニズムによる〕。通常の電池(一次電池、Primary
Battery)あるいはバッテリー(二次電池、Secondary Battery)と異なり、燃料(Fuel)となる物質を供給し続ければ、電気を発生させ続けることができる。 現在開発されているものには多くの種類があるが、基本的には水素(Hydrogen)と酸素(Oxygen)の化学反応から生じる電子(Electron)を直流電流(Direct Current)として取り出すものである。酸素は大気中の大気成分の酸素ガス(O2)を用いるが、問題は水素の原料である。何らかの方法で分離した水素ガス(H2)を燃料にする方法や、化石燃料(Fossil Fuel)などの化学物質などに化合した水素を燃料とする方法がある。しかし、例えば、他の方法で水を電気分解して分離した水素ガスやバイオマス(Biomass)から分離した水素ガスなどを用いても、そのためのエネルギーが必要であり、水素ガス自体は一次エネルギー(Primary Energy Resource)ではない。また、例えば、天然ガス(Natural Gas)を燃料にした場合、一次エネルギーは天然ガスであり、燃料電池ではない。そういう訳で、燃料電池は一次エネルギーではなく、新しい利用形態ではあるが、途中のエネルギー変換効率(Enerfy Conversion Efficiency)を上げることが可能なため、将来性が有望視されている。 また、燃料電池は、運輸(Transportation)の目的や家庭(Home)での利用目的などのように、分散した様々な用途での利用が可能であるために待望されている。 |
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燃料電池 |
図 1-4 燃料電池のエネルギー効率 NEDO(2015)による『NEDO水素エネルギー白書』から |
〔資源エネルギー庁による『エネルギー白書 2004年版』から〕 |
基本原理 |
燃料電池の種類 |
ウィキペディア(HP/2015/4)による『燃料電池』から |
エネファーム |
図 4-2 各社の家庭用燃料電池システム(エネファーム) 出典:資源エネルギー庁?燃料電池推進室「家庭用燃料電池について」 第 2 回水素・燃料電池戦略協議会ワーキンググループ(2014年2月3日)【参考資料[3]】よりNEDO作成 |
図 4-4 家庭用燃料電池システム(エネファーム)の価格・普及台数推移 出典:経済産業省「水素・燃料電池戦略ロードマップ」よりNEDO作成 |
図 6-48 エネファームの仕組み 出典:燃料電池普及促進協会(FCA)「エネファームについて」より NEDO 作成 |
図 6-49 エネファームによる一次エネルギー削減率とCO2削減率 出典:燃料電池普及促進協会(FCA)「エネファームについて」よりNEDO作成 |
図 6-50 エネファームのコスト構造 出典:資源エネルギー庁?燃料電池推進室「家庭用燃料電池について」 第2回水素・燃料電池戦略協議会(2014年2月3日より引用)【参考資料[3]】よりNEDO 作成 |
図 6-51 エネファームの設置状況(民生用燃料電池導入支援補助金交付実績による) 出典:資源エネルギー庁?燃料電池推進室「家庭用燃料電池について」 第2回水素・燃料電池戦略協議会(2014年2月3日より引用)【参考資料[3]】よりNEDO 作成 |
NEDO(2015)による『NEDO水素エネルギー白書』から |
燃料電池自動車 |
図 4-8 燃料電池自動車世界市場見通し 出典:2013年度版燃料電池関連技術・市場の将来展望(富士経済)よりNEDO作成 |
出典:経済産業省「(審議)燃料電池自動車からの一般住宅等への給電(V2H)の実施に向けた法的環境整備について」よりNEDO作成 |
図 5-5 世界統一基準の概要 出典:国土交通省「燃料電池自動車の安全性(四輪)」 2013年度第1回車両安全対策検討会(2013年7月1日)よりNEDO作成 |
図 6-57 燃料電池自動車の仕組み 出典:水素供給・利用技術研究組合「燃料電池自動車」 |
図 6-59 燃料電池自動車の消費者にとっての受容性 出典:資源エネルギー庁 燃料電池推進室「燃料電池自動車について」 第3回水素・燃料電池戦略協議会(2014年3月4日)【参考資料[3]】 |
出典:各種資料より NEDO 作成 |
NEDO(2015)による『NEDO水素エネルギー白書』から |
水素エネルギー |
出典:岩谷産業ホームページ【参考資料[21]】より NEDO 作成 |
図 1-1 水素の製造方法 |
図 1-3 水素利活用技術の適用可能性 出典:資源エネルギー庁?燃料電池推進室「水素・燃料電池について」 第 1 回水素・燃料電池戦略協議会(2013 年 12 月 19 日)【参考資料[3]】より NEDO 作成 |
図 1-6 我が国における水素・燃料電池関連の市場規模予測 出典:経済産業省「水素・燃料電池戦略ロードマップ」(2014 年 6 月) 【参考資料[3]】より NEDO 作成 |
出典:経済産業省「水素・燃料電池戦略ロードマップ」「エネルギー基本計画」より NEDO 作成【参考資料[1]、[2]】 |
図 4-1 世界水素インフラ市場規模予測 出典:日経 BP クリーンテック研究所「世界水素インフラプロジェクト総覧より NEDO 作成 |
図 7-2 水素社会実現に向けた技術課題 |
図 7-3 コスト低減と主な技術課題の相関 |
NEDO(2015)による『NEDO水素エネルギー白書』から |
水素供給法 |
出典:資源エネルギー庁?燃料電池推進室「水素・燃料電池について」 第 1 回水素・燃料電池戦略協議会(2013 年12月19日)【参考資料[3]】 |
図 6-18 水素の輸送・貯蔵方法 出典:資源エネルギー庁?燃料電池推進室「水素の製造、輸送・貯蔵について」 第5回水素・燃料電池戦略協議会ワーキンググループ(2014年4月14日)【参考資料[3]】よりNEDO作成 |
NEDO(2015)による『NEDO水素エネルギー白書』から |
電池 |
〔松下電池工業(株)によるBattery Worldの中の『電池の森』の『電池はどんなもの』の『電池の種類と特徴』から〕 |