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トヨタが、また新しい挑戦を始めた。水素エンジンを搭載したマシンで耐久レース参戦を開始したのである。 水素は、電気を発生させる燃料電池のとして利用できるだけでなく、燃料として直接燃やすこともできる。中学生の頃、化学の実験で試験管中の塩酸に亜鉛やマグネシウムなどの金属板を入れて水素を発生させ、アルコールランプに近付けてポンッと燃焼させるような実験は、誰もが経験しているだろう。 燃料電池は水素を酸素と結合させて電気を取り出しているのに対し、燃焼によって酸素と結合させ熱エネルギーとして取り出すのが水素エンジンの原理だ。 エンジン自体の仕組みは通常のガソリンエンジンとほぼ変わらない。空気と水素を混ぜて圧縮し、そこにスパークプラグで火を付ければ爆発的な燃焼が起こる。 文/高根英幸 写真/TOYOTA、BMW 【画像ギャラリー】マツダが開発した世界初水素ロータリーエンジン車 RX-8ハイドロジェンRE
カーボンニュートラルへの取り組みが求められる一方、空前の原油高に世界中が直面する中、「水素」エネルギーへの期待が高まっている。投資家目線でもNASDAQが水素関連銘柄に関するレポートを発表するなど、米国内では水素分野から「次のテスラ」が出現するのではないかという見方も出てきた。水素ビジネスの現状と注目企業の動きを紹介しよう。 バークリー音大提携校で2年間ジャズ/音楽理論を学ぶ。その後、通訳・翻訳者を経て24歳で大学入学。学部では国際関係、修士では英大学院で経済・政治・哲学を専攻。国内コンサルティング会社、シンガポールの日系通信社を経てLivit参画。興味分野は、メディアテクノロジーの進化と社会変化。2014〜15年頃テックメディアの立ち上げにあたり、ドローンの可能性を模索。ドローンレース・ドバイ世界大会に選手として出場。現在、音楽制作ソフト、3Dソフト、ゲームエンジンを活用した「リアルタイ
神戸大学の研究グループは2020年5月、赤サビ(ヘマタイト)の光触媒作用を利用して太陽光と水から水素を製造する際の効率を飛躍的に高める構造制御技術の開発に成功したと発表。安価かつ安定で幅広い可視光を吸収できるヘマタイトの変換効率を理論限界値まで向上させることに成功した。 神戸大学の研究グループは2020年5月、赤サビ(ヘマタイト)の光触媒作用を利用して太陽光と水から水素を製造する際の効率を飛躍的に高める構造制御技術の開発に成功したと発表した。安価かつ安定で幅広い可視光を吸収できるヘマタイト(赤サビ)の変換効率を理論限界値(16%)の42%まで向上させることに成功した。 太陽光と光触媒を利用した水素製造は、現状その変換効率が数%にとどまっている。実用化に向けては10%程度以上に向上させる必要があり、その実現に向けた研究開発が進んでいる。 光触媒反応における効率低下の主要因は、光照射によって生
ナニコレー!! 水素×バッテリー×バイオディーゼル! 選べるエネルギー 日本初となる“水素とバイオディーゼルを燃料とする旅客船”がついに進水です。2023年9月13日、商船三井テクノトレードが出資するMOTENA-Sea社が発注し、広島の本瓦造船で建造している同船の命名・進水式が行われ、「HANARIA」と命名されました。 HANARIAのイメージ(画像:MOTENA-Sea)。 この船は水素燃料電池、リチウムイオンバッテリー、バイオディーゼル燃料のいずれかから推進エネルギーを選択して航行できる旅客船だそう。化石燃料を使用した船と比較して、二酸化炭素排出量を53~100%削減できるといいます。全長は約33m、全幅約10m、喫水約1.4m、航海速力は約10.5ノット(約19km/h)とのこと。 船形としては小型の双胴船で、本体は飛行機のような卵型の前面形状です。イメージ図によると2階建てで、
日東工作所(大阪府枚方市、更谷雄三社長)は、小型発電機用の水素ロータリーエンジン(RE)を開発した。燃やしても二酸化炭素(CO2)を排出しない水素を燃料とし、排気量80ccで1分間に3600回転、4時間弱の連続運転に成功した。動力試験で1キロワットを超える出力を得られており、小型発電機やマイクロモビリティー駆動に使えるという。発電機メーカーなどに今回のREシステムを提案し、早期の実用化を目指す。 水素REは、同社がラジコン模型飛行機用で製品化したガソリン燃料の排気量20ccREで培った精密加工技術を駆使し、2019年に開発を開始。燃焼工学に精通する京都大学の塩路昌宏名誉教授が技術顧問となり、社内に動力実験室を構え、3次元測定器なども導入し、実験を重ねてきた。 家庭用ガスヒートポンプ(GHP)のガスエンジンにも採用されたミキサー方式を用い、水素と空気を一定割合で混合し出力を可変する。動力実験
走行時に温室効果ガスを排出せず、エネルギー効率も高いことから「夢の自動車」と言われてきた水素で走る燃料電池車(FCV)。ガソリンに代わる次世代環境車の切り札として期待されているが、肝心の水素燃料補給所の普及が進まない。整備を後押しする補助事業も予算が使われないほど低調だ。しかし、投じられる予算額は毎年のように拡大。予算と実態の隔たりを探ると、政府の水素戦略の見直しを迫る声が聞こえてくる。 あまりに高い政府目標 10月上旬、東京都内のENEOS(エネオス)の水素ステーション。FCVの燃料となる水素の補給所だ。車の往来が激しい幹線道路沿いにもかかわらず、平日の午後5時から2時間、訪れた車は2台のみ。いずれも、トヨタが販売する水素で走るFCVの「MIRAI(ミライ)」で、5分ほどで充塡(じゅうてん)を終えるとさっそうと走り去って行った。 次世代自動車振興センターによると、水素ステーションは現在、
川崎重工が世界初となる、水素と従来の重油の両方を使える舶用エンジンを開発し、基本設計承認(AiP)を取得しました。推進用の水素エンジンも様々な種類が開発されていますが、世界的にも競争が激化しています。「水素で進む船」、実現はもうそこまで近づいているようです。 水素燃料フェリーも実現近い? 川崎重工業が2022年11月30日、水素を燃料として使用する舶用中速4ストロークエンジンを開発し、日本海事協会から基本設計承認(AiP)を取得しました。同社が開発した16万立方メートル型の大型液化水素運搬船に発電機として搭載し、実船試験による実証を進める予定です。 当該発電用エンジンを搭載する予定の大型液化水素運搬船(画像:川崎重工業)。 利用時にCO2(二酸化炭素)を排出しないことから、究極のクリーンエネルギーとして需要が高まっている「水素」。これを大型船舶の燃料として活用する技術開発が進み、実用化が近
大林組は2022年8月31日、岩谷産業と共同で建物の空調エネルギーなどへ液化水素の冷熱を利用する日本初の実証に着手すると発表した。実証は大林組が設計・施工を手掛けた、岩谷産業の中央研究所・岩谷水素技術研究所(兵庫県尼崎市)において実施する。 液化水素は水素ガスを-253℃ という極低温にして液化させた状態のもの。圧縮水素ガスに比べ密度が高く大量貯蔵や大量輸送に適していることから、輸送効率が求められる産業用途や水素ステーションなどに供給されている。 液化水素を利用する際には、主に気化器を用いて常温のガスに戻すが、その際に-253℃の冷熱はそのまま大気に放散されている。今回の実証では、この冷熱を無駄なく利用する技術の開発に取り組み、空調設備機器などの冷却に必要なエネルギーを削減できるシステムの構築を目指すという。 具体的には岩谷産業の中央研究所内の水素ステーションに供給する液化水素から発生する
毒性などの課題も克服しGoサイン。 ゼロエミ船の実現へ 日本郵船とIHI原動機は2022年7月12日(火)、研究開発中のアンモニア燃料タグボートについて、世界で初めて、日本海事協会からAiP(基本設計承認)を取得したと発表しました。 アンモニア燃料タグボートのイメージ(画像:日本郵船)。 燃焼してもCO2を排出しないアンモニアは、水素とともに、GHG(温室効果ガス)排出量を削減する船舶業界の次世代燃料として期待されています。再生可能エネルギーなどを活用し生成したCO2フリー水素をアンモニアの原料に活用することで、燃料のライフサイクルまで考慮したゼロエミッション化が可能とのこと。 ただ、アンモニアを燃料とするには次のような課題があるといいます。 ・難燃性かつエネルギー密度の低いアンモニアの使用比率を高めながら、エンジンにて安定的に燃焼させ運用する必要がある。 ・アンモニアを燃焼させるとCO2
兵庫県立大学は6月4日、水素反応の中間体である「プロトン」が磁性を持つことに注目し、触媒に磁性を持たせることで白金並みの水素反応効率を持ちながら白金を使用しない「コバルトドープタングステン炭化物」の開発に成功したと発表した。 同成果は、兵庫県立大 大学院工学研究科の森下政夫教授らの研究チームによるもの。詳細は、英王立化学協会の国際学術誌「RSC Advances」に掲載された。 環境保護の観点から水素エネルギーの活用が検討されているが、水素は常温では気体であり、ガソリン車並みの航続距離を実現するためには、高圧タンクに水素ガスを圧縮して貯蔵する必要がある。たとえば現行の市販FCV(燃料電池車)であるトヨタ「MIRAI」の場合、1充填走行距離は約750~850kmとガソリン車並みの航続距離を実現している。しかし、3本合計で141Lの水素高圧タンクを採用し、公称使用圧力は70MPa(約690気圧
自動車メーカーのホンダが、宇宙空間で水から酸素や水素をつくり、電源などとして活用するシステムの研究開発をJAXA=宇宙航空研究開発機構とともに進めることになりました。 発表によりますと、ホンダとJAXAは、宇宙空間での生活に必要な水や酸素、電力を地球から調達せず、宇宙にいながら作り出すシステムの開発に向けて共同研究をします。 具体的には、太陽光発電で水を分解して酸素と水素をつくり、さらに燃料電池の技術でふたつを反応させて電力にしたり、この過程で出てきた水を再び利用したりする循環型の仕組みで、そこから生み出された水や酸素、電力は、宇宙空間の有人施設や車両の電源として使うことを想定しています。 今年度中に試作用のシステムをつくり、温度や放射線量など地球と異なる環境のもとでもシステムが正常に機能するか検証することにしています。 自動車業界では、トヨタ自動車もJAXAと共同で燃料電池車を活用した有
戸田工業とエア・ウォーターは、天然ガスの主成分であるメタン(CH4)から二酸化炭素(CO2)を排出せずに高効率に水素を製造するシステムの開発を始めた。都市ガスをメタン源とし、メタン改質と同時に作る多層カーボンナノチューブ(CNT)の販売と合わせ、水素供給コストを下げる。2024年には実機を稼働する。政府目標より20年早い30年に、水素のプラント引き渡しコストの1立方メートル当たり20円を目指す。(広島・水田武詞) 開発は新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の公募事業に採択された。研究開発期間は21―22年度の約2年。事業予算は8000万円。高活性鉄系触媒を使ったメタン直接改質法(DMR法)を用いる。 現状の副生水素精製、天然ガスの水蒸気改質はCO2が発生する。「研究の主目的は既存水素サプライチェーンの早期クリーン化。できるだけ早く社会実装したい」(エア・ウォーターの末長純也産業・
電源開発(Jパワー)は2月1日、次世代環境対応エネルギーとして注目されている水素を、褐炭ガス化・水素精製設備で製造開始したと発表した。 豪州ビクトリア州の褐炭から水素を製造・貯蔵・輸送し、日本国内における水素エネルギー利用までをサプライチェーンとして構築する「日豪水素サプライチェーン構築実証プロジェクト」の一環。 褐炭は、石炭化度が低く水分や不純物が多い低品位な石炭。豪州ビクトリア州には大量の褐炭が存在しているが、水分を多く含み、乾燥すると自然発火のリスクが高いことから輸送が難しく、採掘地周辺の発電所での消費といった限定的にしか利用されていない。 Jパワーは、プロジェクトで未利用の褐炭から水素を製造する分野を担当している。今回、豪州ビクトリア州ラトロブバレーで水素を製造する実証設備が竣工し、褐炭ガス化による水素製造を開始した。今後、豪州ビクトリア州ヘイスティングス港で水素の液化と液化水素運
発表された16モデルは、トヨタブランドが12モデル、レクサスブランドが4モデル。会場で手前に展示されていた5モデルはトヨタのバッテリーEV向け新ブランド「bZ」を冠しており、比較的早期に発売される見込みだ。 14モデルは乗用車で、SUVタイプが9車種、セダンタイプが2車種、ピックアップトラック1車種、スポーツタイプ2車種というラインアップ。bZブランド以外の車種(主に写真最後列)については、数年以内での発売が決定しているものの、どのブランドで出すかなどは未定という。観光施設や配達などの用途を想定した商用車も2車種用意されている。 EVも水素もPHEVも全部やる トヨタは21年6月に、30年時点のバッテリーEVの世界販売目標を「FCV(燃料電池車)と合算で200万台」と公表していた。 今回、この販売目標を「30年までにBEVを350万台(うちレクサスブランド100万台)」と上方修正。トヨタは
トヨタ自動車は、水素をエンジンで燃焼させて走る開発中の「水素エンジン車」について市販を目指す方針を明らかにしました。走行時に二酸化炭素がほとんど出ず、脱炭素社会に向けた車として、EV=電気自動車などの電動車とは別の新たな選択肢となるかが焦点です。 トヨタ自動車は、走行時に二酸化炭素をほとんど出さない車としてエンジンで水素を燃焼させて動力にする「水素エンジン車」を開発していて、レースなどで技術面の実証を続けています。 この「水素エンジン車」についてトヨタは3日、市販を目指して研究開発をしていく方針を明らかにしました。 具体的な時期は未定だとしています。 また、今後「液体水素」を燃料として活用する研究も進めるということです。 静岡県の富士スピードウェイでは3日から自動車レースが開かれていて、豊田章男社長が「水素エンジン車」のドライバーとしてコースを駆け抜けました。 トヨタによりますと、3日のレ
ホーム 先端材料・部材 東レ、グリーン水素製造HC電解質膜、PEM型でシェア独占へ - 化学工業日報 東レは、グリーン水素を製造する固体高分子(PEM)型水電解装置の電解質膜として使われている主流のフッ素系膜について、ほぼすべて同社の炭化水素系(HC)電解質膜への置き換えを目指す。現在は国内外でHC電解質膜の実証を重ねている段階だが、2025年以降には膜の供給を中心にさまざまな装置メーカーと共同で膜の価値最大化につながる運転や管理方法を検証することで、世界規模で水素関連ビジネスを大型化させる狙い。「PEM型のマーケットはすべて獲得するつもりで手がけている」(同社)。続きは本紙で プロトンの伝導性が高いほかガスの透過性が低く高強度で、150度C以上の耐熱性も併せ持つ 実証を行った米倉山電力貯蔵技術研究サイト 記事・取材テーマに対するご意見はこちら PDF版のご案内
米エネルギー省が認めた水素生成技術 米ワシントン州に本社を置くSTARS Technology(以下、STARS)は、2016年に社長兼CTO(Chief Technology Officer:最高技術責任者)であるボブ・ウィジェン氏がパシフィックノースウェスト国立研究所(PNNL)から独立するかたちで設立された。同社の目的は、交通、産業用に低コストの水素を供給すること。 同社の特徴は、「ケミカルプロセスチップ」と呼ばれる集約的ケミカルリアクター(化学反応器)をマイクロサイズで製造する手法にある。ウィジェン氏はPNNL時代からこの研究に取り組み、その斬新な技術により、これまでに5,000万ドルの投資を受けてきた。米エネルギー省がこの技術の実用化のため独立を促し、起業に至った経緯がある。 この技術を用いて安価な水素を小型の設備で製造するのが、同社の現在のビジネスモデルだ。ケミカルプロセスチッ
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大手バイクメーカーのヤマハ発動機は、二酸化炭素をほとんど排出しない「水素エンジン」の研究を、川崎重工業などと共同で行う検討に入りました。オートバイの分野でも電動化技術の開発が進む中、別の選択肢も確保し、脱炭素に向けた動きをリードするねらいがあるものとみられます。 「水素エンジン」は、ガソリンや軽油ではなく、次世代エネルギーとして期待される水素を燃焼させて動力とするエンジンで、走行時に二酸化炭素をほとんど排出しません。 ことし5月には、トヨタ自動車が「水素エンジン」の車で、静岡県で開かれたレースに出場し、注目を集めました。 こうした中、関係者によりますと、大手バイクメーカー ヤマハ発動機は、オートバイに搭載する「水素エンジン」の研究を川崎重工業などと共同で行う検討に入りました。 一度の水素の補充で、どれだけ走ることができるのかや、実用化した際のコストなどを連携して研究していく考えです。 世界
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