第５章　電気エネルギーは未来を救えるか （４）　新種誕生　燃料電池自動車（Fuel Cell Electronic Vehicle) 電気自動車の新なる道 　電気自動車は、電池の重量やコスト、航続距離、充電施設、充電時間など多くの問題を抱えているが、低公害には電気が最善であることは誰もが認めざるを得ない事実だ。 　問題の多くは電池にある。電気自動車は、外部で発電した電気を蓄え、それを利用して走行する。 　ということは、電気を蓄えず、発電しながら走行できれば問題ないわけで、そんなところから最近注目され始めたのが燃料電池である。 　燃料を用いて電気を生み出すという概念自体は、シリーズハイブリッドと同じものであが、発電方法は全く異なる。 　シリーズハイブリッドは燃料でエンジンを回し、その力で発電機を動かして発電するが、燃料電池は化学反応から電気を取り出す。 　電気を蓄えているわけではないので、電池という言い方が適切かどうかは疑問があるが、今回はどうでも良い問題なので脇に置いておく。 　基本的には燃料極と酸素極とが電解質を挟む形で構成され、電解質の物質によっていくつか形式がある。 　発電の過程は、まず燃料極に水素 (Ｈ２)を供給する。Ｈ２は電解質によって水素イオン(Ｈ+)と電子(ｅ-)に分かれ、Ｈ+はそのまま電解質内を通って酸素極に達する。 ｅ-は電改質を通れないため、外側を迂回するようにして酸素極に到達する。この“ｅ-の流れ”を取り出して電力としている。 　そして最終的には、外部から酸素極に供給された酸素（Ｏ２）と、電改質を通ってきたＨ２、電解質の外部を通ってきたｅ-が結合して水(Ｈ２Ｏ)となる。(図5.3参照) 　この例では、電子は燃料極側から酸素極側に流れているが、逆のパターンもある。いずれにしても、水素と酸素が結びついて水となる過程で発電する。 　燃料電池は、燃料極と酸素極、電解質を１セットとして（セルと言う）、セパーレータと呼ばれる隔壁で仕切り、いくつかのセルが積み重ねられている。構造自体は一般的なバッテリーと似ている。 　燃料としてはメタノールも候補に挙げられているが、改質器で水素を取り出して反応させるので、燃料を改質するというプロセスが一つ増えるだけであとは変わらない。 ただ、車載することを考慮した場合、基本的に気体の水素では貯蔵に問題（後述の水素エンジンの項を参照）が多く、液体のメタノールの方が扱い易い。 　水素の貯蔵が上手くいけば、メタノールを使用することはなくなるだろう。改質器という余分な機器とプロセスを省くことができるからだ。 　しかし、水素の貯蔵問題に嘆いているのは水素エンジンも同じこと。もし、それを解決できるなら、水素エンジンが実用化されてもおかしくはない。 　水素を燃料とする二つの可能性、燃料電池と水素エンジン。双方とも電力と内燃機関の未来を背負わされている。これを「電力と内燃機関の対立が今後も続くことの暗示」と捉えるのは考え過ぎだろうか。

図−5.3　リン酸型燃料電池の発電原理

＊「エコカーは未来を救えるか」(三崎浩士・ダイヤモンド社)より

資料−5.7　燃料電池の種類

＊「エコカーは未来を救えるか」(三崎浩士・ダイヤモンド社)より