水素燃料電池

クリーンエネルギーの供給。水素と酸素のみで発電し、生成される副産物は水と熱のみ。水素循環ブロワーで高効率化。

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バッテリーと比較したメリット

水素燃料電池テクノロジー

最適な製品

未来の発電装置

世界が温室効果ガスの排出削減にこれまで以上に力を注いでいる中、従来の発電に代わる手段も模索されています。その手段は、よりクリーンであるだけでなく、より効率的であることが理想です。これらの要件を満たす持続可能なエネルギー生成装置の1つとして、重要性が高まっているのが燃料電池です。

燃料電池がより効率的で安価になるにつれて、クリーン発電の主要技術として台頭してきています。燃料電池は電気化学的プロセスで電流を発生させるため、従来のエンジンのように燃料を燃焼させることはありません。そのため、温室効果ガスや大気汚染物質などの有害な排出物も生成しません。

Busch Vacuum Solutionsは、TÜV認証を取得した初の水素再循環ブロワー、MINK MH 0018 Aシリーズの発売で、この持続可能な技術の効率的な利用に大きく貢献しました。これは、燃料電池内の水素を確実に循環させる用途に特化して開発した製品です。

水素燃料電池のメリット

水素燃料電池は他の発電技術と比較し、多くの利点があります。

バッテリーとは異なり、水素燃料電池は継続的に発電できます。
さらに、燃料電池は環境汚染がほぼゼロで、従来のエンジンより効率性でもはるかに優れています。
他にも、燃料電池はさまざまなサイズに調整することができます。

燃料電池には、水素、天然ガス、バイオ燃料など、さまざまな種類の燃料を使用するいくつかのタイプがあります。このような汎用性の高さが、多様な用途で重宝される理由です。

電気自動車のモーター駆動や、大型船舶の電力供給にも使われています。停電時に、データセンターや病院、空港などの重要なインフラにバックアップ電源を供給することもできます。

燃料電池は自動車でどのように機能するのか？

自動車には燃料（通常は水素）を充填するタンクが装備されています。水素が燃料電池に供給され、そこで空気中の酸素と反応して水と熱を発生させます。モーターは、この反応で生成された電気を電源として駆動します。その電気の一部はバッテリーに送られ、青信号時の加速など、必要に応じてブーストに利用されます。

一方で、従来の燃焼エンジンとは異なり、水素燃料電池電気自動車が排出するのは水蒸気と熱のみです。そのため、より環境に優しい移動手段に向けた取り組みの重要な一歩となります。

水素燃料電池テクノロジー

燃料電池では、水素と酸素が結合して電気が作られ、水と熱が副産物として発生します。

水素燃料電池には、燃料極と空気極があります。これらは膜で隔てられており、イオンがその膜を通り燃料極から空気極へ移動します。

圧縮された水素（H₂）は燃料極側に、酸素（O₂）は空気極側に供給されます。水素は触媒(通常は白金)と反応し、電子を失います。これにより水素イオンは正電荷を帯び、プロトン交換膜（PEM）を通過して空気極側の酸素と反応します。負電荷を持つ電子は別の経路を取ります。外部の回路を流れることで電流を発生させ、モーターを駆動し、バッテリーが搭載されていればそれを充電します。空気極で水素イオンと電子が再結合して酸素（O）と反応し、水（H₂O）と熱を生みます。

このとき、酸素が水素の経路に入り込まないようにすることが重要です。混じることで爆発の危険性が生じるからです。これを防ぐために、水素はプロセスに必要な量よりも多く注入されます。この余分な水素を大気中に放出すると、非常に無駄が大きく非経済的なだけでなく、プロセスの効率性も大きく損なわれます。さらに、その排出に関しては法的規制もあります。

そのため、余分な水素は水素循環ブロワーを使いシステムに戻される仕組みとなっています。このような燃料電池システムにおける水素の循環は、水素投入流量の20～70%の範囲で変動するため、循環ブロワーは、燃料電池システムを効率的に稼働させるための主要なコンポーネントとなっています。

燃料電池における水素循環ソリューション

当社のMINK MH 0018 Aは、水素燃料電池向けで初めてTÜVの認証を受けた水素循環ブロワーです。

MINK MHブロワーは、水素の循環を必要とする様々なプロセスに最適なソリューションです。自動車、鉄道、船舶、航空産業のモバイルアプリケーションから、発電用の定置型燃料電池モジュールまでお使いいただけます。

このブロワーは、1990年代にBuschが市場に投入した、確立されたクロー原理で動作します。ドライ圧縮のため、圧縮チャンバー内に作動流体は不要です。そのため、水素がオイルで汚染されるリスクもありません。汚染が燃料電池にダメージを与え、その効果を低下させる恐れがあるほか、大気中に放出されると大気汚染にもつながりかねません。

加えて、ブロワーの可動部は内部で互いに接触することがありません。従って、ブロワーのコンポーネントの摩耗が大幅に軽減されます。

MINK MH TÜV認証