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エネルギー変換効率について。
kenchinの回答
この問題は、変換効率を理解することが必須ですね～。 で、その理解は後回しとして、水素を使って車を走らせる 場合に、燃料電池を使う場合と、「水素ガスエンジン」 を使った場合の効率は、どちらも大差有りません。 ※：水素ガスエンジンが自動車で実用化されているか どうかは不勉強故不明です。(^^;) ただし、水素ガスエンジンでの発電効率が40%前後 ですし、燃料電池での発電効率も40%前後なので 「結局は同じ」ってことになりますわね。 なお、どちらの方式も、最終の仕事を「車を 走らせた仕事量」で捉えると、２％前後に なると思いますよ。 □ 【従来型の燃焼を利用したもの】 [元]水素 ↓ [変換方法]エンジンによる燃焼で、熱エネルギーを 回転エネルギーとして取り出し ↓ [最終形態]車輪を回して車を走らせる 【燃料電池を利用したもの】 [元]水素 ↓ [変換第１段階]：燃料電池で電気と熱の形に変換 ↓ [変換第２段階]：電気をモータによって回転に変換 ↓ [最終形態]車輪を回して車を走らせる この場合、「車を走らせる」って仕事を「車輪を回して 実現」するなら、要は何らかの方法で元のエネルギーを 車輪の回転に変換する必要があるんですが、この変換に 伴って損失が出てくるんですが、水素ガスエンジン単体 の効率は恐らく40%前後で、他方の燃料電池も電気への 変換効率は、電気へは40%前後で、その後にモータの効率 が加わりますから、最終は40%弱になります。 ※：で、車輪と地面との摩擦抵抗や、車体への風の 抵抗を含めて最終は20%前後になるでしょう。 □ 蛇足ですか....。 変換効率は「どの様なエネルギー源を、どの様な最終形 態に変換するか？」っていう意味で、公式としては 変換後の有効エネルギー量 ---------------------- × １００ （％） 変換前の有効エネルギー量 で表されるんですが、最終形態を仕事量として捉えると 最終段階での総仕事量 ---------------------- × １００ （％） 変換前の有効エネルギー量 になります。 で、最終段階をどのような形にしたいのか？ 例えば、車を走らせる場合なら車輪の「回転力」に変換 しますし、飛行機ならガスタービンの回転力（と排ガス の推力）に変換したいっと。 つまり、この「どの様な最終形」かが問題でして、質問 の中に「燃料電池は40～60%」とありましたが、これは 「電力として約40%、熱も含めると60%」って意味で ご覧になった資料に書いてあったと思うんですね。 ※：実際には、燃料電池は電力として40%前後 熱も含めて80%前後が現在の主流です。 ところが、燃料電池で熱を取りだしても、そいつは車の 推進力には（現状では）使えませんから、ガスエンジン と燃料電池の効率はトントンに落ちちゃいます。 ※：現在でも、廃熱を回転力に変換する技術は 大きな機械では実現できていまして、工場など では珍しくもなく稼働しているんですが、車に 搭載できる軽量・小型の物は実用化されていない と思います。
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