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2014年9月16日 (火)

水素の製造

こんな記事が出ました。↓

東京新聞(2014年9月13日)
太陽光、風力で水素製造へ 環境省、燃料電池車用に
 環境省は13日までに、太陽光や風力など再生可能エネルギーから得られた電気を使って水素を作り、次世代エコカー「燃料電池車」などの燃料として利用するモデル事業を始める方針を固めた。
 水素を製造段階から輸送、利用まで統合的に管理することで温室効果ガス排出量の少ないエネルギーシステムを確立するのが目的。地方自治体と連携して地域の特性を生かしたシステムづくりを進めるといい、エネルギーの地産地消にもつながると期待される。
 同省によると、太陽光発電や風力発電に適した北海道など全国数カ所で事業を計画。得られた電気で水を分解して水素を発生させる。(共同)

私はこの記事↓中で書いてます。
http://yamada-kuebiko.cocolog-nifty.com/blog/2014/09/post-5a39.html

2014年9月 9日 (火)「究極のエコカー」
・・・
「走行中に出るのは水だけ」ということは確かですけどね。
水素はどうやって作るのですか?
炭素と水の反応で水素と一酸化炭素ができる反応なんか有力でしょうね。
あるいは炭化水素(石炭や石油からの産物)と水の反応とかね。水素と二酸化炭素ができるかな。
もう一つは電気分解でしょうね。
淡水は高価だから海水を電気分解しますか?それじゃあ塩素やその関連物質がたくさん副生してしまう

水素という高エネルギー物質が単体で存在するわけはないのです。
エネルギーレベルの下がった水素の化合物にエネルギーを注ぎ込む形でつくるしかない。
それって本物の「エコ」ですか?
将来的には、いわゆる再生可能エネルギーで電気分解するというのがエコかもしれませんが。
当面は、二酸化炭素を副生する反応や、火力発電で石炭・天然ガスを燃やして二酸化炭素を発生しながら作った電気で電気分解するっきゃないでしょうね。
電気自動車にだって、発電の際の二酸化炭素発生などの批判があるんでしょ。
じゃあ、燃料電池車にも同様の難点があることを認識していなければなりませんね。

ね、
「将来的には、いわゆる再生可能エネルギーで電気分解するというのがエコかもしれませんが。」
と。

誰しも、二酸化炭素を出さないような水素の作り方を「気にしてる」んですよ。やっぱりね。
そうなれば論理的必然は、再生可能エネルギーによる電気分解ですね。
で私は「淡水は高価だから海水を電気分解しますか?それじゃあ塩素やその関連物質がたくさん副生してしまう。」
↑こうも書いた。

淡水は高価だし、世界的には貴重な資源なんですよ。日本人は淡水を普通だと思っているけど。
上水と競合するような「水」はこういう目的には使いにくいんですが。
また、当然、淡水は電気分解しにくい。
イオンが溶けた水でないと電気分解は無理。でも、塩化物イオンは塩素になるからダメです。
水酸化物イオンはアルカリ性だからな、扱いにくい。
硫酸イオンでしょうかね。
私が「理科おじさんの部屋」で燃料電池のモデル実験をやった時はミョウバンを使いました。
カリミョウバンとかアンモニウムミョウバンなら、電気分解で水素と酸素が発生します。
カリミョウバンは硫酸アルミニウムカリウム、アンモニアミョウバンは硫酸アルミニウムアンモニウムです。
持続的にかなり大きな電流で電気分解を続けるというのは、相当厄介なことになると、直感的には思われるんですが。
化学工学系の方ならいい方法が思い浮かぶのかな。

http://homepage3.nifty.com/kuebiko/science/82nd/sci_82.htm
理科おじさんの部屋:第82回
↑ここで燃料電池の実験をしました。

★話が飛びますが。
電磁推進船というのが注目されたことがあります。
海水の流路を磁石で挟んでおいて、そこに垂直方向にイオン電流を流すとフレミングの左手の法則で、イオン溶液=海水が力を受ける。その反作用を使って船を推進しようという話です。
私のHP「理科おじさんの部屋」で実験しました↓
http://homepage3.nifty.com/kuebiko/science/69th/sci_69.htm
ここでチラッと
「●海水は食塩水ですから、単純に電磁推進船を走らせると、走った後ろに、塩素水と水酸化ナトリウムができてしまいそうです。これは何かの対策をしておかないと、海洋生物にとっては危険なことになりそうですね。」
と書いておいたのですが。

TDKのサイトです↓
http://www.tdk.co.jp/techmag/ninja/daa00733.htm

高温超電導材料によって大幅な軽量化も可能?
 モータやエンジンを必要としない電磁推進船は、回転機構がないため騒音や振動が少ないという利点があります。しかし、電磁推進船ならではのやっかいな問題もあります。海水に電流を流すために海水が電気分解され、電極から塩素などの電解生成物が発生してしまうのです。とりわけ塩素は金属を腐食させ、また大量に発生すると公害にもなります。そこで、電解生成物の発生を抑えるために直流パルス電流を用いたり、交番磁界と同期させた交流電流を用いる研究も進められています。
 (後略)

ね、やはりそうなんですよ。海水に単純に電流を流しちゃいけない。はなはだしい環境汚染です。

★で、元の話で。
電気分解で水素を製造する時の電解質溶液は何にするか、というのは大問題なのではないか、と思っています。

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