メニュー

固体高分子型燃料電池の現状:燃料電池の基礎知識5

燃料電池の基礎知識

更新日:2020年3月25日(初回投稿)
著者:敬愛(けいあい)技術士事務所 所長 森田 敬愛(もりた たかなり)

燃料電池の原理は、19世紀初頭に英国の化学者であり発明家であるデービー卿が初めて提唱したといわれ、1839年には英国の化学者であるグローブ卿が、実験的に燃料電池で発電できることを発表しています。その後、多くの先人たちが燃料電池の開発に携わり、21世紀の私たちの実生活で燃料電池が活躍するようになりました。今回は、燃料電池がどのような場面で使われているのかを解説します。

今すぐ、技術資料をダウンロードする!(ログイン)

1. りん酸形燃料電池(PAFC)の商用化

1990年に設立された米国ONSI社は、200kWオンサイト型PAFCをPC25シリーズとして世界中に販売してきました(第2回参照)。この開発には日本の東芝も加わり、PC25C型は280台、PC25型機全体では300台以上が世界中に出荷されています。

PAFCは200℃程度の高温で運転されるため、その排熱を有効活用するコジェネレーションシステムとして、ホテルや病院などさまざまな施設に導入されています(図1)。PAFCは、基本的に連続運転で使用され、導入施設内のベースロード(基礎負荷)電力を賄います。高温の排熱は、給湯の他、冷暖房用機器の熱源として利用します。

図1:PAFCの導入先

図1:PAFCの導入先

PAFCは、燃料として都市ガス(天然ガス)やLPGなどを利用し、これらから改質器での化学反応によって取り出した水素を燃料電池に送り込んで発電します。その他の燃料源として、半導体工場で廃棄処理されていた洗浄剤のメタノールや、下水処理場の発酵処理槽から得られるバイオガス(メタンが主成分)などを有効利用する例があります。

東芝がPAFCの事業から離れた後、ONSI社の技術はDoosan Fuel Cell社に引き継がれ、現在は米国のDoosan Fuel Cell America社で400kW級機の製造を続けています。

現在の日本国内で唯一のPAFCメーカーである富士電機は、1998年から100kW級機に特化した商用機の製造・販売を続けています。2019年3月現在、累計93台が出荷されています(そのうち76台が稼働中)。その中で、新しい適用先としてデータセンターなどの防火システムがあります。発電した電気と排熱を利用する他に、正極から発生する低酸素濃度排ガスを建屋内に送り込み、室内を防火するシステムです(図2)。従来のシステムでは騒音が大きくエネルギー消費量が多いのに対し、PAFCを使用したシステムでは静粛性が高くエネルギー効率も高いのが利点です。

図2:室内防火用酸素濃度低減システムの比較

図2:室内防火用酸素濃度低減システムの比較

2. 家庭用燃料電池「エネファーム」

定置用PEFC(固体高分子形燃料電池)の用途の一つとして、一般家庭向けの開発が長年進められ、2009年には世界初の家庭用燃料電池「エネファーム」の一般販売が始まりました。現在、販売されている最新モデルの定格出力は700Wで、不足する分は電力会社からの電力を使います。

続きは、保管用PDFに掲載中。ぜひ、下記よりダウンロードして、ご覧ください。

3. 燃料電池自動車

保管用PDFに掲載中。ぜひ、下記よりダウンロードして、ご覧ください。

4. その他の適用例

保管用PDFに掲載中。ぜひ、下記よりダウンロードして、ご覧ください。

  • セミナー3月
  • カタログバナー
  • 販促_無料出展

ピックアップ記事

tags

  • 特集バナー0323_01
  • 特集バナー0323_02
  • 特集バナー0323_03
  • 特集バナー0323_04
  • 特集バナー0323_05
  • 特集バナー0316_01
  • 特集バナー0316_02
  • 特集バナー0316_03
  • 特集バナー0316_04
  • 基礎知識一覧