燃料電池とは

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燃料電池は、水の電気分解と逆の原理で発電します。水の電気分解は、水に電気を通して水素と酸素に分解するわけですが、燃料電池はその逆で、水素と酸素を反応させて電気を取り出すものです。電池は一般的には、乾電池のように電気を貯めておく装置ですが、燃料電池の場合は発電装置とも言えます。

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 燃料電池の歴史

燃料電池の歴史は古く、1839年にイギリスの科学者ウイリアム・ロバート・グローブが燃料電池の発電実験に初めて成功しました。実際に燃料電池が使用されたのも古く、アポロ計画では燃料電池が使われました。

燃料電池の種類

燃料電池は現在、(1)アルカリ型(2)固体高分子型(3)リン酸型(4)溶融炭酸塩型(5)固体酸化物型の5種類の電池が実用化されています。しかし、表に示されているように、燃料物質の供給源は石油や天然ガスなどの化石燃料が主となっており、環境等に配慮した新しいシステムが求められています。

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その他の燃料電池

バイオ燃料電池・微生物燃料電池

前述の燃料電池の他に酵素や微生物を用いたバイオ燃料電池・微生物燃料電池の研究も進んでいます。現在は(1)酵素だけを電極に使用する(2)微生物及び酵素を電極に使用する(3)光合成の原理を応用した電極を使用する3つのタイプが開発されています。安全で環境負荷が少ないことが特徴の一つです。ナノマシン・分子マシンの電源としての期待があり、将来的には心臓のペースメーカーの体内埋め込み電源などの可能性があります。

◇ 唾液で発電する超小型「微生物燃料電池」

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サウジアラビアのアブドラ王立工科大学の研究者が、25mm3のサイズの微生物燃料電池を開発しました。微生物燃料電池は、有機物を細菌に食わせることで発電する技術です。研究者の一人ミンク氏は、糖尿病患者向けに、脾臓の近くに埋め込める小型電源付きの血糖センサーを作ろうと考えていて、電源の候補として細菌に有機物(唾液中にも豊富に存在する)を与えることで電子を生み出す微生物燃料電池を役立てられるのではと思いついたそうです。1µWというわずかな電力ですが、オンチップラボや診断デバイスなどには十分だそうです。(日経サイエンス2015/3より)

小型燃料電池の事例

Intelligent Energy 社  モバイルUSB 燃料電池 Upp

upp_RUpp は燃料電池(本体の濃いグレー側)と燃料カートリッジ(薄いグレー側)の2つの部品からなり、合体時の重さは約500g、大きさはハンドマイクほど。(http://www.intelligent-energy.com/ より)

 

 kraftwerk  超小型ポータブル燃料電池発電機 クラフトワーク

手のひらに収まる大きさで、市販されているライター用のガスを注入するだけで電力を生み出すことができる装置です。本体に搭載されているUSB端から5V・最大10Wの電力を供給することが可能です。(http://hellokraftwerk.com/ より)

 

 

アクアフェアリー  AF-M3000

af_m3000_R3W級マルチ電源で、一般的な携帯電話、携帯ゲーム機など様々な機器に給電できます。発電方法は、 燃料カートリッジを本体にセットし、本体の注水口から専用の給水容器より注水すると、すぐに水素発生が始まります。 発生した水素を燃料とし、燃料電池が発電を開始します。 発電が開始されると給電が可能になります。(http://www.aquafairy.co.jp/index.html より)

 

 

 

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