水素・燃料電池

NASAはスペースシャトルの打ち上げに水素燃料を使用しています。 Credit: NASA

水素は最も単純な元素です。 水素の原子は、1つの陽子と1つの電子で構成されています。 また、宇宙で最も豊富に存在する元素でもあります。 しかし、水素は地球上に気体として存在することはなく、常に他の元素と結合しています。

また、水素は多くの有機化合物に含まれており、特にガソリン、天然ガス、メタノール、プロパンなど、私たちの燃料の多くを占める炭化水素に多く含まれています。 水素は、熱を加えることで炭化水素から分離することができます（改質といいます）。 現在、水素のほとんどはこの方法で天然ガスから作られている。 また、電流を流すことで、水を酸素と水素に分離することができる。 これは「電気分解」と呼ばれるプロセスです。

水素はエネルギーが高いのですが、純粋な水素を燃焼させるエンジンはほとんど公害を出しません。 NASAは1970年代から液体水素を使って、スペースシャトルやその他のロケットを軌道に乗せています。

水素燃料電池

燃料電池は、水素と酸素を結合し、電気、熱、水を作り出します。 燃料電池はよく電池と比較されます。 どちらも、化学反応によって生じたエネルギーを利用可能な電力に変換する。

燃料電池は、建物の熱源や電力源、自動車のモーターの電力源として期待されている技術である。 燃料電池は純粋な水素で最もよく機能します。 しかし、天然ガスやメタノール、ガソリンなどの燃料を改質することで、燃料電池に必要な水素を製造することができます。

将来的には、水素は電気と並んで重要なエネルギーキャリアになると考えられています。 エネルギーキャリアとは、エネルギーを移動させ、使用可能な形で消費者に届けるものです。 太陽や風のような再生可能なエネルギー源は、常にエネルギーを生産できるわけではありません。 しかし、例えば、電気エネルギーと、必要になるまで貯蔵しておくことができる水素を生産することができます。 また、水素は電気と同様に必要な場所に運ぶことができます。