燃料電池自動車用水素貯蔵材料

摘要

化石燃料に依存する時代はやがて終焉を迎える。 太陽光、風力などの再生可能エネルギーの導入が始まっ、ているが、エネルギーを有効に利用するためには水素は欠くことができない。二酸化炭素の排出量の増加による地球温暖化が進むなかで、水素は二酸化炭素を排出しない唯一の実用的燃料である。 水素の動力へのエネルギー変換システムとしてエンジン（内燃機関）や燃料電池がある。 燃料電池の電気エネルギーに変換できる理論効率は83%である。 一方、熱エネルギーから機械エネルギーに変換されるとき、カルノーサイクルの制約を受けるため、エネルギーの変換効率は最大でも40%程度である。 このように燃料電池の電気エネルギー変換効率はエンジンに比べ高いために、クリーンで燃費に優れた燃料電池自動車の開発が進められている。 2002年12月2日に限定的でほあるが、燃料電池自動車（FCHV）がリース販売された。燃料電池自動車（FCHV）には35MPaの高圧水素タンクが使用されている。 この高圧水素タンクを利用したFCHVの走行距離は300～355kmであり、既存の自動車（500～600km）に比べ短く、航続距離の向上が望まれている。 燃料電池自動車で500km移動するのには水素5kgが必要となる。 水素は液化することにより、約1/800の体積となるので、液体水素はコンパクトな貯蔵法である。 液体水素の密度は0.0708g/cm~3より、水素5kgを貯蔵するために必要なタンク内容積は71lと計算される。 ところが、貯蔵容器からの水素の蒸発（ボイルオフ、約100lの車載容器：10%/日程度）が問題で、常温付近での水素貯蔵材料の研究開発が進められている。