水素燃料自動車の運転には浮き沈みがあります。 プラスの面としては、より多くの水素を車に充填できるため、航続距離の不安を感じることなく、EV の環境に優しいメリットが得られます。 マイナス面としては、少なくとも現時点では、水素給油ステーションはまれです。 また、環境に優しく効率的な方法で水素を入手することも困難です。
さらに、他の新しいテクノロジーと同様に、最初の人々になることにはある程度の躊躇があります。 思い切って、うまくいくかもしれないしうまくいかないかもしれない電源を（少なくとも）数年間使うことを約束する。 ただし、読み続けていただければ、ご自身で決定できるよう十分な背景が提供されます。
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水素燃料電池の仕組み
水素燃料電池は単純な機械です。 この技術の核となるのはプロトン交換膜です。 膜の片面には純粋な水素があり、もう片面には普通の空気があります。 通常の空気は、約 80 パーセントの窒素と 20 パーセントの酸素に加え、微量のその他の物質で構成されています。 水素原子と酸素原子は一緒にいることを好むため、プロトン交換膜は非常に重要です。 具体的には、2 つの水素原子と 1 つの酸素原子は常に集まって水分子を作りたいと考えています。 それは美しいことです。 判断しないでください。
膜は水素原子が酸素に到達することを許可しますが、それは水素原子が途中で電子を放棄した場合に限られます。 私たちは燃料電池の壁にプラチナのような導電性の高い金属を巧みに配置しました。これにより、電子はそこに行き、燃料電池の周りを走り回って水素原子に戻ります。 その作用により、私たちが使用できる電流が生成されます。 酸素と水素がすべて結合して再び完成すると、問題を解決するために水分子と電気が得られます。 燃料電池だけを考えれば、環境を汚染することなくエネルギーを得ることができます。 天才！
水素の難問
このバラ色のシナリオの最初の問題は、水素と酸素が互いに愛し合っているため、大気中に遊離水素が実際には存在しないことです。 それはすべて、地球の大部分を覆う水に変わりました。 したがって、そのエネルギーを得る前に、水素燃料電池に入れるための緩い水素を作る必要があります。
水素を入手する方法はたくさんありますが、その中には他の方法よりも奇抜なものもあります。 19年に番目 1世紀頃、人々は硫酸の入った樽に鉄粉を落としていました。 反応により水素ガスが発生し、それを風船に送り込んで空中に運びました。 効果はありますが、大規模には現実的ではありません。この方法を使用するたびに、文字通り樽分の有毒廃棄物が発生します。 それを非スターターと呼びましょう。
他の新しいテクノロジーと同様に、最初に飛びつく人になるには、当然のことながら躊躇することがあります。
また、電気を使用して電気分解により水分子を分解し、純粋な水素と酸素を得ることができます。 それは素晴らしいことですが、熱力学の法則によれば、水分子を分解するためにシステムに投入した電力と同じ量の電力を水素から取り出すことは決してできないと考えられます。 電気を使ってバッテリーを充電した方が良いでしょう。 さらに、北米の電力の多くは依然として石炭を燃やして作られていますが、これは明らかに環境に優しくありません。
水素を入手する 3 番目の方法も同様に問題があります。 天然ガスを改質し、炭化水素分子を分解して水素を分解することができます。 しかし、それは依然として化石燃料に依存していることを意味し、グリーン電力として水素を取り出すと、温室効果ガスである二酸化炭素も生成されます。 この皮肉は、ヒップスターの街全体に力を与えるのに十分です。
水素生成の話に入る前に、藻類を使った元素の光合成の研究が行われています。 これが大規模に機能するかどうかはまだわかりませんが、これまでに試みられた他の方法よりも優れています。
かなり良い燃料
緩い水素を生成する際の問題は、それが完全な燃料になるのを妨げる問題です。 しかし、それでも、天然ガス (または植物廃棄物から製造できるメタノール) を水素と二酸化炭素に改質する方が、内燃エンジンでガスを燃やすよりもクリーンです。 また、太陽光発電能力が向上すれば、太陽光で発電した電気を利用して水素を製造することもできます。 私たちは、太陽光を電気、水素、エネルギーに変換する際の全体的な熱力学的損失に依然として苦しんでいます。 電気はありますが、少なくとも私たちは太陽光をたくさん利用できるので、地球に温室効果ガスを発生させません。 プロセス。 もちろん、ソーラーパネルを作らなければなりませんが、それには独自の課題が伴います。
したがって、水素は完璧ではありませんが、それでもかなり優れた燃料です。 確かに、精製原油を燃やすよりは良いでしょう。
より利用可能になる
アメリカのロサンゼルス大都市やサンフランシスコ・ベイエリア以外の場所に住んでいる人にとっては、これはまだある種の学問のようなものかもしれません。 現在、国内の水素燃料インフラの大部分はカリフォルニアにあり、ステーションの数はそれほど多くありません。
北カリフォルニアでは、ベイエリアの 6 つのステーション、サクラメントの 1 つのステーション、そしてリノに向かう途中のトラッキーの 1 つのステーションから水素を入手できます。 南カリフォルニアでは、ロサンゼルス地域に 16 の駅があり、さらにサンディエゴ近くのデルマーに 1 駅、サンタバーバラに 1 駅あります。
水素を入手する方法はたくさんありますが、その中には他の方法よりも奇抜なものもあります。
ただし、今年カリフォルニアでは少なくとも 20 の新しい駅が開設される予定であることは注目に値します。 新しいステーションはすべてロサンゼルスとベイエリアにあるため、新しい地域はまだ開設されていませんが、水素がすでに存在する場所ではより便利になりつつあります。
カリフォルニア燃料電池パートナーシップには、 水素ステーションの地図. 水素ステーションを利用できるほど近くに住んで働いているかどうかを確認して確認できます。 米国エネルギー省も次のように述べています。 全国地図 代替燃料データセンターのウェブサイトに記載されているが、カリフォルニア州以外でリストされている水素ステーションは、マサチューセッツ州に 1 つ、コネチカット州に 1 つ、サウスカロライナ州に 1 つだけである。
将来さらに多くの水素自動車が登場する理由
水素で動く自動車を本当に理解するには、電気自動車というより大きな文脈で見る必要があります。 代替燃料の鉄則は、あらゆる場合に有効な単一の解決策は存在しないということです。 バッテリー式電気自動車は、当面は充電に時間がかかる可能性が高く、手頃な価格の電気自動車の航続距離は限られています。 ハイブリッドやプラグイン ハイブリッドでも、依然として化石燃料がある程度使用されていますが、簡単な燃料補給で長距離を走行できます。 水素発電はそのギャップを埋め、必要な場所に水素ステーションがあれば、ガソリン車と同じように燃料を補給できるゼロエミッション車を提供します。 その文脈の中で、私たちの世界には水素で動く自動車が活躍する余地があります。
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