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液体貯蔵と燃料自動車の関わり

2015/07/07

燃料電池を使用した自動車は燃料電池で発電した電気エネルギーを使ってモーターを回す事で動く電気自動車です。電気自動車の多くは充電池いわゆる2次電池を使って充電した電気エネルギーで走行していました。しかし、燃料電池自動車は水素ガスを使い発電した電気エネルギーで走行します。燃料電池とは構造は電池の構造をしていることからこのような呼び名をしますが、実質的には発電装置です。水素ガスが電極内で水に変わるときに発生しているエネルギーをタービンなどを回すのではなく直接電気エネルギーへと変換します。そのため、排熱などの電気として使用できないエネルギーロスを極めて低く抑える事が可能で、効率よく電気エネルギーへと変換する事ができる発電機です。気体状態の水素では貯蔵スペースが大きくなってしまいます。そのため、水素を液体貯蔵して貯蔵スペース(燃料タンク)の大きさを小さくする事が可能となります。通常の気体は低温高圧下で液体になります。しかし、それでは保存する燃料タンクのコストが極めて高価なものとなってしまいます。それを克服したのがトルエンなどの液体に水素を閉じ込め、利用するときに触媒を使って気化させる方法です。この技術のおかげで貯蔵コストが大幅に低下したのです。

水素吸蔵合金が車開発で用いられている理由

2015/07/07

水素吸蔵合金とは、合金に水素を吸着させて貯蔵することです。これが次世代の車の開発にも使われています。水素自動車や燃料電池自動車の燃料タンクに使うことができるからです。また現在のハイブリッドカーに使われているニッケル水素充電池にも、この合金が使用されている場合があります。ニッケル水素充電池は、正極が水酸化ニッケルなどのニッケル酸化化合物で、負極が水素や水素化合物からなりたっていますが、負極の水素源として水素ガスを使う方法と、水素を吸着した合金を使う方法があります。

この合金の原理は、金属原子を比べると非常に小さな水素原子を金属原子の隙間に侵入させたり、合金中の元素と結合させることで水素を取り込んでいます。水素原子を金属原子の隙間に侵入させるには、結晶の構造中に水素の入れる空隙があること、入り込んだ水素原子がその場所で安定して存在できること、そして水素原子を取り出せることが必要です。また合金中の元素を水素と化合させる方法であれば、水素が必要なときにその結合を切るための触媒や、それが可能な結晶構造が必要になります。

また車の燃料とするためには、合金自体を軽量化させる必要があります。燃料を充填するスペースが大きすぎると実用化できないからです。

高圧ガス容器と車の関係性

2015/07/07

燃料電池自動車は水素ガスを電池構造をしている燃料電池に送り込んで発電を行っています。そして、発電された電力でモーターを回す事で走行することができます。化学的には水素を燃やしていることになりますが、燃やした熱でタービンを動かして発電しているわけではありません。水素と酸素が結びつく時に発生するエネルギーを直接電気エネルギーに変換する事で、熱として使われずに外に排出されてしまうというエネルギーロスが無くなります。この原理を利用して発電しながら走行するのが燃料電池自動車です。LPG車と同様に水素ガスという気体がエネルギー源となるために、高圧ガス容器を燃料タンクとして搭載する必要があります。しかし、LPGと水素ガスは同じ気体でも性質が全然異なります。例えばLPGはプラスチックやゴムを透過することが出来ませんが、水素ガスは透過してしまいます。また、LPGは空気より重い気体ですから底の方に溜まりやすい性質がありますが、水素ガスは空気より軽いため、上に溜まりやすくなります。このような性質の違いからLPGガスと同じものをガス容器として使う事ができません。専用に作られているガス容器が必要となり、安全対策も別々の方法がとられています。

車の補助電源システムの基礎情報

2015/07/07

環境問題が、地球規模のレベルでもって強い関心を持たれています。
車の運転も例外ではありません。
できるだけ環境負荷を少なくするために、いろんな工夫がなされています。
たとえば、排気ガス中に少し残っている燃料を取り込んで、燃料電池で発電するという発想です。
そして、排気ガスと燃料電池の熱そのものから電力を得るという考え方なのです。
自動車やオートバイでは、環境負荷を抑える意味からも、燃費向上が鋭く求められています。
ガソリン車であれば、エンジンを改良したり、あるいは車を軽量化することなどが、燃費向上のための主要な施策となっています。
最近では、エンジンの排ガスから電気エネルギーを取り出して、それを補助電源として利用するという手法が盛んになってきています。
自動車やオートバイでは、エンジンに専用の発電機を接続して、鉛蓄電池に充電し、照明など、車内のいろんな機器を稼働させています。
見方を変えますと、ガソリンが発電のためにムダになっていて、その分だけ、意味もなく燃費が落ちているのです。
排ガス発電システムは、このオルタネーターの代わりに大いに役立っています。
また、排ガス中のわずかの燃料から電力を取り出すために、燃料電池が使われています。

燃料電池自動車が動く理由と構造

2015/07/07

地球環境の悪化が叫ばれる近年において、注目を集めているのが燃料電池自動車です。環境に優しい自動車として開発が進んでいるこの自動車は、水素と酸素の化学反応によって発電した電気エネルギーを使って走行する仕組みです。必要な水素の補給は水素ステーションで行います。燃料電池だけの走行も可能ですが、補助電源を併用して制動エネルギーを回収するハイブリッドシステムも検討されています。この自動車には5つの大きなメリットがあります。第1のメリットは有害な排出ガスが出ないことです。走行時に発生するのは水蒸気だけなので、空気を汚して環境を悪化させることはありません。第2のメリットはエネルギー効率が良いことです。ガソリン自動車のエネルギー効率と比較して、約2倍という非常に高いエネルギー効率を誇ります。第3のメリットは多様な燃料やエネルギーが利用できることです。天然ガスやエタノールなどの石油以外の燃料も利用でき、太陽光やバイオマスなどの再生可能なエネルギーから水素を製造することもできます。第4のメリットは騒音が少ないことで、都市全体の騒音対策にもなることです。第5のメリットはガソリン自動車と同程度の燃料充填時間と走行距離を実現できることです。

ガソリン価格はなぜ推移するの?

2015/07/07

自動車を運転している人にとって一番気になる事は、ガソリンの価格に関してですが、では上下する価格の推移を見ていく事で、どうして上下するのかと言った所も気になる形であり、それは業者が仕入を行っている所の仕入れ値に応じて価格を決めている事が原因している事であり、業者としてもやはり儲けを出す事が必要である事から考えると、色々な面から考えても上下する事はある程度仕方の無い状況となります。
仕入れの兼ね合いであれば、もちろん貯蓄出来る状況であればある程度は貯めていく形で価格を取り決めする事も考えられる状況であり、重油などの価格を海外から行っていれば、それだけ世界情勢を考えて価格が決定している状況と言えます。
まずは車を運転する為に必要な燃料費を抑えて行く事を考えるのであれば、安いスタンドを探す事が大切であり、スタンドもやはり仕入れの兼ね合いがある事で、価格も劇的に安くする事は難しい状況となります。
その事を考えて取り引きを行っていく状況であれば、まずは色々と価格の変動が行われる中でも安いスタンドを探していきながら、経済的に家計を助ける意味でも安い所で給油する事で節約を考えて行く事等が行える状況となります。

メタノール自動車は低公害車!環境に優しい理由

2015/07/07

  この車種の一番大きな特徴として、その低公害性があげられます。
一般的な家庭用自動車で低公害な物としてはクリーンディーゼル車が上げられるのですが、この車種は黒煙、粒子状物質(PM)や窒素酸化物(NOx)排出量などのディーゼル車の半分以下と非常に環境に配慮した車となっているのです。
その理由として燃料に使われるメタノールにあります、これは一般にはメチルアルコールや工業用アルコールとよばれるもので、その名前の通りアルコールの一種です。学生の頃にアルコールランプを使用したことがある方ならわかると思いますが、アルコールを燃やした場合油を燃やすのに比べて煤などが出にくく、少量の二酸化炭素などが発生するのみで環境への影響が少ないのです。
またこの車種が低公害車の中でも注目を集めている理由として既存のガソリン車やディーゼル車を改造してそのまま利用できるという事で、特にガソリン車であればガソリンと併用して利用が出来るなど他の低公害車に比べて制約が少ないという所が上げられます。
ただし、問題ももちろんあり、アルコールはガソリンなどに比べて効率が良すぎる為持続性が無く、同じタンクでは走行距離が落ちてしまいます。その為ガソリン車などと同様の走行距離を持たせるにはタンクを大きくする必要があり自ずと大型車に限られてしまいます。その為家庭用の分野ではほとんど使われず、工業用の分野で広まるのみとなっています。

水素エネルギーを利用!水素自動車ここがすごい

2015/07/07

トヨタ自動車から発表されたミライを皮切りに水素を燃料とした燃料電池自動車の存在が広く知られるようになりました。この車両のすごいところは従来のガソリン車の様に限られた資源であるガソリンを使用するのではなく、あらゆるところにありふれた物質として存在している元素を燃料として走行する技術を確立したことであると言えるでしょう。現在ではまだ燃料として生成し、それを管理する技術が発展途上であるために安いエネルギーとはなっていませんが、ガソリンとは違って最終的に発生する物質が水だけであることから究極のエコカーとして期待されています。
この車両は現在のところ非常に高価なものとして販売されています。しかしながらかつてのハイブリッドカーがそうであったように高い性能が評価されて将来の主力となる技術になる可能性を秘めている夢のエコカーとして世界中から注目を浴びている存在となっています。現在はトヨタ自動車のミライの他にいくつかの車種が燃料電池車として生産されていますが、市販モデルとして世の中に誕生したのはミライの画期的な第一歩であると評価されています。今後も数々の成長を遂げて自動車の歴史の1ページを刻むことが期待されています。

燃料電池自動車、普通の自動車とどう違うの?燃料と特徴

2015/06/10

燃料電池自動車と普通の自動車の決定的な違いは、燃料が水素だということです。普通の自動車はガソリンや軽油のような石油系の燃料を使いますが、この自動車は水素を燃料として車を動かす事が大きな特徴です。さらに、ガソリン自動車ではエンジンが動力源となりますが、この自動車の動力源はモーターです。水素を電池の内部で酸素と反応させて発電した電力をつかってモーターを回すことで車を動かします。つまり、電気自動車に積まれている大きな蓄電池の代わりに、発電の出来る電池を搭載しているので、充電するという必要がありません。車を動かす為の給油はガソリン自動車のようにガソリンを給油するのではなく水素をスタンドで入れる事になります。また、タンクもガソリンのような液体を貯める訳ではないので、高圧で水素ガスを蓄えるためのボンベが搭載されます。水素は地球上最も小さな分子です。そのため、普通のガスとは違った性質をもっています。例えば、LPGを使う場合はゴムホースが使われますが、水素はゴムホースを透過してしまいます。LPG自動車のような可燃性のガスを使った自動車との違いも、このような水素の性質の違いが考慮され、使われる部品の材質までもが変わってきます。