衝撃の事実！グリーン水素製造バッテリーは従来の3倍の電力が必要？
グリーン水素製造バッテリー：従来の3倍の電力が必要？
概要
従来の電解槽と比較して、グリーン水素製造バッテリーは3倍の電力が必要であるという指摘があります。これは、製造工程におけるエネルギー効率の違いによるものです。
イーロンマスク氏もグリーン水素を作るためにバッテリーの3倍も電力使うのか？おかしくないかと？？？
従来の電解槽
従来の電解槽は、水を電気分解して水素と酸素を生成する装置です。このプロセスは、水を解離するために必要なエネルギーに加えて、熱エネルギーも発生するため、エネルギー効率が低くなります。
グリーン水素製造バッテリー
グリーン水素製造バッテリーは、水を電気分解して水素と酸素を生成する新しいタイプの装置です。この装置は、従来の電解槽よりもエネルギー効率が高く、より少ない電力で水素を製造することができます。
3倍の電力が必要な理由
しかし、グリーン水素製造バッテリーは、従来の電解槽よりも3倍の電力が必要であるという指摘があります。これは、以下の理由によるものです。
エネルギー効率の差：グリーン水素製造バッテリーは、従来の電解槽よりもエネルギー効率が高くなりますが、それでも100％効率ではありません。そのため、水素を製造するために必要なエネルギーは、従来の電解槽よりも3倍になります。
製造工程の違い：グリーン水素製造バッテリーは、従来の電解槽よりも複雑な製造工程が必要です。そのため、製造過程でより多くのエネルギーが必要になります。
今後の課題
グリーン水素製造バッテリーは、水素製造の新しい技術として期待されています。しかし、従来の電解槽よりも3倍の電力が必要であるという課題があります。
この課題を克服するために、以下の取り組みが進められています。
エネルギー効率の向上：グリーン水素製造バッテリーのエネルギー効率を向上させる研究開発が進められています。
製造工程の簡素化：グリーン水素製造バッテリーの製造工程を簡素化し、製造過程で必要なエネルギーを削減する研究開発が進められています。
これらの取り組みによって、グリーン水素製造バッテリーの電力消費量を削減することができれば、水素製造コストの削減につながり、グリーン水素の普及が加速すると期待されます。
グリーン水素製造バッテリーの製造工程を簡素化は何処まで技術革新が出来ているか
グリーン水素製造バッテリー製造工程の簡素化：技術革新の現状
グリーン水素製造バッテリーは、従来の電解槽よりもエネルギー効率が高く、水素製造コストの低減が期待されています。しかし、従来の電解槽よりも複雑な製造工程が必要であり、製造コストが課題となっています。
製造工程の簡素化は、グリーン水素製造バッテリーの普及に向けた重要な課題です。近年、この課題克服に向けた技術革新が活発化しており、以下のような進展が見られます。
1. 電極材料の開発
従来の電極材料は、高価で耐久性に課題がありました。近年、低コストで高性能な電極材料の開発が進められています。例えば、以下のような材料が研究されています。
従来の白金電極よりも安価で耐久性の高いニッケル系電極
触媒活性の高い非貴金属系電極
酸化物半導体電極
これらの材料の開発により、電極製造コストの削減と耐久性の向上 が期待されます。
2. 膜材料の開発
従来の膜材料は、水素と酸素の混入を防ぐために使用されていますが、高価で耐久性に課題がありました。近年、低コストで高性能な膜材料の開発が進められています。例えば、以下のような材料が研究されています。
従来の Nafion 膜よりも安価で耐久性の高いスルホン化ポリイミド膜
高いプロトン伝導性を持つ無機膜
これらの材料の開発により、膜製造コストの削減と耐久性の向上 が期待されます。
3. 製造プロセスの改善
従来の製造プロセスは、複雑でエネルギー消費量が多いため、簡素化とエネルギー効率向上が求められています。以下のような技術開発が進められています。
3D プリンティング技術を用いた電極製造
ロールツーロール製造技術による膜製造
電解槽のモジュール化
これらの技術開発により、製造コストの削減とエネルギー効率向上 が期待されます。
4. バイオ技術の活用
従来の電解槽は、電気エネルギーを必要としますが、バイオ技術を用いることで、太陽光などの再生可能エネルギーで直接水素を製造できる可能性があります。以下のような研究が進められています。
藻類を用いた光合成による水素製造
微生物を用いた嫌気発酵による水素製造
これらの技術開発により、再生可能エネルギーを活用したグリーン水素製造 が期待されます。
技術革新の課題
これらの技術革新は、まだ研究開発段階のものも多く、実用化に向けて克服すべき課題があります。例えば、以下のような課題があります。
低コストで高性能な材料の開発
高効率な製造プロセスの確立
バイオ技術の効率向上
これらの課題を克服するためには、産学官の連携による研究開発の推進が必要となります。
今後の展望
グリーン水素製造バッテリー製造工程の簡素化に向けた技術革新は、活発に進められており、今後数年で大きな進展が見込まれます。これらの技術革新により、グリーン水素製造バッテリーの製造コストは大幅に削減され、グリーン水素の普及が加速すると期待されます。
参考資料
グリーン水素製造：課題と展望: https://www.asahi.com/sdgs/article/14677144
https://www.enecho.meti.go.jp/about/special/johoteikyo/suiso_tukurikata.html
電解槽の技術革新: https://atx-research.co.jp/2023/07/10/hydrogen-pem/