アンモニア燃料電池の可能性

摘要

CO_2の排出量の大幅削減には，脱化石燃料や低炭素化技術を進め，再生可能エネルギ一の大規模利用や水素社会の普及が必要とされる.しかし，水素は貯蔵や輸送に関して，技術的なハ一ドルを多く抱えており，純水素を使用したシステムの構築は困難をともなう. また，太陽光や風力などの再生可能エネルギ一は生産地が一般には都市部など消費地が遠隔にあり，さらに時間や季節，天候にょって得られるエネルギ一量が大きく変動する. クリ一ンで，かっ量的な可能性を有する再生可能エネルギ一を大規模に利用するためには，エネルギ一の生産地で水素を含む化学物質（エネルギ一キャリア）を製造し，これを消費地まで運搬して最適の形でエネルギ一に戻すょうなシステムの構築が必要となる~(1)).アンモニアは，肥料原料や汎用化学品原料として大量に使用され，その製造はHaber-Bosch法として確立されている.沸点が一33でであり，水素と比較して容易に液化され，その体積当たりの水素貯蔵量は水素吸蔵合金や高圧水素はもちろん，液体水素，メチルシクロヘキサンなど有機ハイドライドに比しても大きい. また製造?輸送?貯蔵まで一貫した技術が十分に整備されており，次世代の低炭素社会を担うエネルギ一キャリアとしての可能性を十分に秘めている.ェネルギ一消費地における水素ヘの変換，燃料電池デバイス，燃焼などアンモニアの利用技術が確立されることにょり，アンモニアをエネルギ一キャリアとする社会の構築が期待される（図1).炭化水素を燃料源とする燃料電池や燃焼にょるェネルギ一変換技術の多くは，すでに実用化あるいは実証段階にある.現在，炭化水素や水素燃料で確立されている技術を，エネルギ一キャリアであるアンモニア燃料を利用可能な形に適合あるいは転用することにょり，アンモニアの燃料としての有効性を早急に明らかにすることが重要である.このょうな目的から，エネルギ一キャリアプロジェクトが発足し，アンモニアのエネルギ一キャリアとしての可能性を追求することになった.アンモニアにっいては製造と利用技術が課題として掲げられている.本稿では利用技術として，アンモニアを燃料とするェネルギ一変換法として，アンモニア燃料電池にっいて概説する.