水の電気分解で電力を蓄える

質問

余剰電力を他のエネルギーとして蓄えておいて必要に応じて発電する方式として、既に実用化・運営されている揚水発電や、研究中のフライホイールなどがありますが、

水を電気分解して得られた水素を蓄え、必要に応じてその水素で燃料電池や火力発電に用いるというような方式は研究されたいたりするのでしょうか？

また、実用化の可能性は大きいでしょうか？

回答No.5

nourider · ベストアンサー

すいません、１の者です。
２さんは余剰電力は無いといいますが、実は日本は電力が余って困るくらいなのです。不足しているのは真夏の数日か十数日、午後の２時間くらいで、ほかは有り余っています。なので世界中で日本だけが「オール電化」なんてことをやっています。
日本の電力の３分の一近くは原子力に頼っていますが、日本の原発は政治的事情や技術的事情で出力調整運転ができないのでフレキシブルな運用ができません、つまり回し始めたら回しっぱなしなのです。なので電力需要の落ち込む夜中は電力が余って仕方ありません。なので、夜中にお湯を沸かす給湯器を売り込んだり、揚水発電にまわしたり、果ては電気自動車の充電にどうですか？と営業したり、大変なのです。
中部電力は政治的理由であまり原発に頼れなかったので、風力発電や超伝導電池の開発などをやっているわけです。

また、４さんの言う飛行船の爆発事故は、アメリカが当時軍事的に敵対関係にあったドイツにヘリウムを売らなかった（当時世界中でヘリウムの生産に成功していたのはアメリカだけだった）という政治的事情があり、ドイツのツェッペリンはやむを得ず水素を使って事故を起こしたという事情もあるのです。アメリカは海軍がヘリウムの飛行船をかなりたくさん保持していました。

今日本の空で時々見る事が出来る飛行船は、当然ヘリウムを使っています。

回答No.4

takeru23

研究されてますよ。電気分解で水素を作り、燃料電池で発電というのが一般的かなと思います。この場合、研究対象は水素をどうやって作るか、どうやって貯めるか、どうやって運ぶかなどがあります。次に、どうやって安全で高性能に発電させるかという研究課題もあります。研究機関は1から10まで全てやっているわけではないので、検索などではずばりのものが見つからないかもしれませんが、各々の研究機関がいわば分業するような形で進んでいます。

ちなみに、一般的な水の電気分解では、30％程度の変換効率と言われています。燃料電池の発電効率は40～60％程度と言われています。ただし、電気以外に熱も出るので、この熱をエネルギーとして使うことを考慮して（お湯など）、エネルギー変換効率70～80％と言うときもあります。つまり、電気貯蔵としては、水素への変換が30％・電気への変換を60％とすると、0.3×0.6で0.18。つまり、18％しか電気としての再利用ができないことになってしまいます。蓄電池は90％以上なので、現時点での利用は困難になります。

また、水素は結構やっかいな材料でして、最も小さな分子とも言えることから気体としての貯蔵は難しいです。さらに、爆発しやすい材料でもあります。昔、気球船は水素を使っていたらしいですが、爆発事故などが多く、ヘリウムに変わったという風に聞いています。

ただし、技術の進歩はすごいので、今後、これらの課題はどんどん解決されていくのではないか？と期待しております。

お礼

ご回答ありがとうございます

電気分解の効率が意外なほど低いんですね
原理的には可能でも他の方式もあるので、それぞれの分野で研究中ということでしょうか

回答No.3

missie_211

水素は将来のエネルギーの本命、いずれ水素社会が来ると言っている識者もいるぐらいです。その場合、どうやって水素を作るかが問題です。家庭用燃料電池が発売されていますが、都市ガスを改質して利用しています。
水の電気分解も方法ですが、あくまでも余剰電力の範囲でしょう。ただ、貯蔵としてなら電池の方が効率のよいのはないでしょうか。
水素社会になれば大量の水素が必要になります。化石燃料から製造したのでは二酸化炭素の問題があり、地球温暖化に貢献しません。
そこで原子力の熱を利用し、水素を作る方法が有力視されており、日本でも研究は進んでいます。

回答No.2

nemoax006

現在の日本に余剰電力が存在するのでしょうか？
東京電力は柏崎原子力発電所が全力運転で無いので余剰がありません
ＪＲ東海の水利権問題で水力発電所が使えないので電力が足りません
四国も水不足で発電量は低いです、九州電力は離島が多いため効率的な発電ができません。唯一、発電余剰があるのは北海道電力ですが需要がありません。現在の経済状態では余剰電力の蓄積の技術開発は余力のある電力会社がおこなうのが精一杯だと思います、可能性としては、中部電力が開発中の超伝導コイルへの蓄電が可能性として大きいそうです

回答No.1

nourider

研究されていますよ、でも水素を大量に安く保管する方法が難しいのです。安く、安全に大量に保管できれば電力の備蓄が出来る事になりますから、もちろん研究はしてます。

お礼

ご回答ありがとうございます

原理的には有望なんですね

でもやはり水素の貯蔵がネックですか
自動車でも水素を燃料としたい場合、その水素の貯蔵がネックですが発電所レベルの大規模でも難しいのですね