本コースは、水素エネルギーのセミナーを4テーマセットにしたコースです。
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地球温暖化、大気汚染をはじめとした環境問題への対応から、地球環境に優しく、エネルギー効率が優れた次世代自動車として、燃料電池車、電気自動車、天然ガス自動車の開発・普及が進められている。 燃料電池車は、水素と酸素を反応させて電気を作る燃料電池による自動車として、水以外の汚染物質を一切出さず、究極のエコ・カーとされる。これまで、燃料電池車は、2002年における世界最初の実用車の段階では1台1億円以上の生産コストがかかり、価格の高さが本格的な普及のネックとなっていた。しかし、2014年12月15日にはトヨタ自動車が、世界最初の量産型燃料電池車MIRAI (ミライ) を723万6,000円、政府の補助金を考慮すると521万円で販売を開始し、受注台数は早くも1,000台を超えている。2025年には世界で180万台、日本で20万台の燃料電池車が販売され、世界の水素ステーションは3,100ヵ所に達すると見込まれる。水素ステーションは、1基6億円、2015年度までに日本国内に100基の建設が計画されている。 電気自動車も、リチウム・イオン電池の技術進歩により、拡大が続いているものの、ガソリン自動車と比較して、「短い航続距離」、「少ない充電ステーション」、「高価な蓄電池」が課題となっている。しかし、国内の電気自動車用充電器を2,000基から10万基に増やす目標が掲げられ、補助金制度の整備も進んでいる。世界の電気自動車向け充電器市場は2020年には2,600億円を超えると予測されている。 また、シェール・ガス革命によって天然ガス価格が下落し、米国においては、圧縮天然ガス自動車 (CNG) 、LNG (液化天然ガス) 自動車、LNG機関車の開発・普及が進んでいる。天然ガス自動車は、従来のガソリン・エンジン、ディーゼル・エンジンの簡単な改良によって生産することが可能であり、軽油と比較して、運行コストが30%~50%程度削減でき、硫黄酸化物、窒素酸化物の排出を大幅に削減できるというメリットがある。天然ガス自動車は、世界で1,500万台に達しているが、2035年には7,500万台に増加すると予測されている。それに伴って、天然ガス、LNGの供給ステーションも大幅に増加することが見込まれる。 今後2020年~2030年に向けて、次世代自動車用燃料として、水素、電気、天然ガスの利用が大幅に増加することが確実であり、エネルギー供給ステーションの建設をはじめとした大きなビジネス・チャンスが期待できる。次世代自動車用を取り巻く最新動向と今後の事業機会について第一人者が的確に解説する。
水素燃料電池自動車の販売が始まるなど水素社会への摸索が始まっている。地球温暖化ガスを全く排出しない水素社会の実現は地球上のあらゆる生物にとって夢の技術である。 2050年の水素社会実現に向かって多くの課題が残されている。工業触媒の視点から開発されなければならない触媒技術を解説する。
昨今では、環境に配慮した自動車の開発が喫緊の課題となって来ており、すでにハイブリット自動車 (HV) はすでに市場に認められ、電気自動車 (EV) もある程度の販売状況にあり、今後燃料電池車 (FCV) も市場に投入される。これらの各環境配慮型自動車について解説し、これらに用いるモーター、インバーター磁石、軟磁性材、リチウムイオン電池、半導体、燃料電池スタックについて解説する。
おもにエネルギーキャリアとしてとらえられてきた水素貯蔵材料であるが、2015年の燃料電池自動車の市場投入のタイミングにおいて、水素タンクとして車載されるには至らなかった。水素貯蔵材料を実用化しようとした時の問題点が未解決であるためである。 水素貯蔵材料は多種多様であるのに、なぜ燃料電池自動車では実用化に至らなかったのか、それを解き明かしつつ、将来の実用化に向けて何をどうすればよいのか、その研究開発指針について考察する。燃料電池自動車以外の応用分野、エネルギー以外の応用分野などについても事例を紹介し、今後の研究開発の方向性を、日米欧三極の違いを念頭に置きつつ展望する。
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