燃料電池のメリット・デメリット

質問

燃料電池のメリット・デメリットを教えてほしいのですが？
まだ、燃料電池の勉強を始めてから日が浅いので詳しいことがわかりません。のでわかりやすく、回答してくれるとうれしいです。
ほかに、燃料電池を一から始める人におすすめなサイトなどがありましたら、それも教えてほしいです。

回答No.1

noname#24736 · ベストアンサー

燃料電池のメリットは、硫黄酸化物や窒素酸化物が発生しないことと、騒音が無いこと。
デメリットはコストが高いことでしょうか。

下記のページと参考urlをご覧ください。

http://www.fepc.or.jp/hatsuden/atarashii.html

http://unit.aist.go.jp/mcfc/FAQ.htm

http://www.paj.gr.jp/html/fuelcell/top.html

参考URL：

http://www.gas.or.jp/fuelcell/fctop.html

お礼

こんなに早く回答してくださるとは、ありがとうございます。自分でもいろいろサイトを回ってみたのですが、なかなかいいサイトに出会えなくて。
これらのサイトはわかりやすそうです。（まだ、本格的に見てない）これらのサイトを軸に燃料電池を調べていこうと思います。

回答No.6

noname#11476

現在の燃料電池は、

1)固体高分子電解質型
Proton Exchange Memberance(PEFC or PEM FC)

低温プロセス(80℃)なので立ち上がりが早く、サイズも小さいので、移動体用（車など）として研究が盛ん。
家庭用燃料電池としても松下電器が２００５年に製品化というニュースが最近あった。
最近、この亜流でDM(Direct Methanole) FCというのがある。
こちらは、小型製品用のバッテリーの代わりとして注目を集めている。

2)リン酸型燃料電池
Phosphoric acid(PAFC)
大出力用として最も完成されている。長期の試験実績有り。
しかし、効率がMCFC,SOFCに比べて悪い、燃料の改質を必要とする。

3)アルカリ電解質型
Alkaline(AFC)
もともと宇宙開発のロケットなどに搭載するために使われた。
現在ではほとんど研究されていない。

4)溶融炭酸塩型燃料電池
Molten Carbonate(MCFC)

燃料の改質を必要としない内部改質型が可能となる（高温プロセスのため）
効率が高い。大出力化に向けて研究が盛ん。
既に製品が売り出され、日本でも導入しているところもある。

5)固体酸化物型
Solid Oxide(SOFC)
燃料の改質を必要としない内部改質型が可能となる（高温プロセスのため）
効率が高い。構造上、熱変形による破損を防止するのが困難で、ヨーロッパで主に研究されているのみ。

と分類されます。
大規模・中規模発電としては、２，４が今後の主流と見られています。
小規模、車、パソコンなどの家電製品などは１が主流でしょう。

燃料電池のメリットは、いろいろありますが、一番には効率が良いことです。

大規模な発電による効率はせいぜい４０％程度で、送電ロスも入れるともっと悪くなります。
２，４の燃料電池だと、発生する熱も利用すると、６０～７０％と２倍くらいの効率が期待でき、電力需要のある地域に分散配置できます（送電ロスもほとんどなくなる）。
つまり、単純に言うと同一燃料を利用してもＣＯ２を１／２に減らせるのです。
同時に、これまでのように送電線がやられて大規模な停電が発生する危険性も下がります。（分散して発電しているから）

１の燃料電池はディーゼルエンジンとあまり効率が変わらないのですが、最大のメリットは現在実用化した水素直接供給の方法だと、原理的に水しか排ガスは出ませんので究極のクリーンエンジンである点です。
（まあ対抗馬として水素ディーゼルエンジンがあるのですが、まだ実用化していませんので。）
あと、「割と」静かです。（音がしないということはありません。結構グィーンという音を出します）
ハイブリッドにし易いですから、エネルギー回生も考えると効率の点でも水素ディーゼルよりは有利でしょう。（一部異論があるのですがそれはおいておきます）

ノートパソコン、携帯電話などへの応用は非常にメリットが大きいですね。
かつてない大容量の電池が出来上がります。

デメリットですが、、、、世の中の貴金属の好きなご婦人にとって、ますますプラチナが高価になるので悲しむでしょう。
家庭用だと、騒音の問題がなければ水素ディーゼルエンジン発電の方がよいでしょう。
というのも、発電量と発熱量の比率を考えると、家庭には無駄に多くの発熱が出てしまいます。（温水では使い切れない）
だから、あと２年ほどで市販されると言われている燃料電池も発電能力は１ｋＷであり、家庭の必要な電力ピークをまかなえる物ではありません。

さて、問題となる水素の発生ですが、石油よりも豊富といわれる天然ガスの主成分であるメタンより、ＣＯ２を出さずに水素を取り出すという驚くべき技術が北大の先生により考案されています（直接Ｃが廃棄物となる：これは天然にある物だから公害にはならない）。
（エネルギーは、メタン＞水素＞水なので可能なのです）
現在その試験をＮＥＤＯ（省エネルギー事業団）とともに進めています。

お礼

回答ありがとうございます。
しかも、各型別に詳しい説明をしていただいて。
とても助かりました。

回答No.5

SCNK

＃４ですが、メリットを一つ忘れていました。静寂性を至上命題とされる潜水艦に使用されるということは、燃料電池が静寂性に優れているということですね。燃料電池潜水艦を捜索するのは原子力潜水艦に比べて非常に困難と言われています。

お礼

補足ありがとうございます＾＾
確かに動力で音が静かなものは環境（騒音）問題の解消になれるかもしれませんね。実際に動力を全て燃料電池からにするのは難しいですが。

回答No.4

SCNK

外部の酸素を必要としないことです。このメリットを活かして最近では、長時間潜航できるＡＩＰといわれる通常動力？潜水艦が開発されています。同様に最初に燃料電池が使用されたのは酸素のない宇宙空間でした。アポロ１３号の事故は燃料電池用の液体酸素が破裂したことによるものです。今後も液体酸素、液体水素を酸化剤、燃料の組み合わせのロケットエンジンが多用されれば燃料の面でも燃料電池は有利でしょう。

デメリットとしては、動力に使用する場合、電動機を使用しますが、これの重量と出力の比が、内燃機関ほど大きくないことです。戦車のエンジンなど瞬発力が必要な動力としてはやや力不足でしょう。

お礼

回答ありがとうございます。
なるほど、確かに外部の酸素を必要としないのはこれからの産業に必要なものかもしれませんね。

回答No.3

su-2000

多少勉強しましたので、先の方が書いていなかった視点から。HPについては前の方々の紹介されたものでいいと思います。

メリットは運転中、燃焼を伴わないことから、窒素化合物、いおう化合物のほか、二酸化炭素なども排出しないため、環境にやさしいこと。
熱と電気を発生させることができるので、エネルギー変換の効率が良いこと。それと、小型化が進んできているので、分散型の電源として使えることなどでしょう。
反対にデメリットとして、現在のものは運転中は熱が生じるので問題ないのですが、停止中に氷点下になると、皮膜が凍るので起動できません。
それと、まだ長期の運転実績がないこと。
さらに、個人的にはこれが一番問題だと思うのですが、燃料電池の燃料となる水素は、化石燃料からの改質が主体であるため、エネルギーの効率は良いものの、結局は水素製造過程で汚染物質が生じてしまうことです。太陽光などや原子力を使って、水素を安価に安定的に大量に作る研究が進んでいるようですが、今後に期待です。

お礼

回答ありがとうございます。
燃料電池を使用するときは環境にやさしいのに水素製造過程で汚染がある。。
ここをどうにかしないと実用化は難しそうですね。

回答No.2

noname#211914

以下の参考URLは参考になりますでしょうか？
「燃料電池開発情報センター」
◎http://www.yamanashi.ac.jp/news/view.jsp?news_id=97&category=essay
◎http://www.yamanashi.ac.jp/news/view.jsp?news_id=98&category=essay
（燃料電池には未来がある）
◎http://www.ab11.yamanashi.ac.jp/~mwatanab/Res-id.html
（燃料電池研究チーム）

◎http://www.ballard.com/tD.asp?pgid=21&dbid=0
（fuel cell benefits）

ご参考まで。

参考URL：

http://www.fcdic.com/ja/

お礼

こんなに早く回答してくださるとは、ありがとうございます。自分でもいろいろサイトを回ってみたのですが、なかなかいいサイトに出会えなくて。
これらのサイトはわかりやすそうです。（まだ、本格的に見てない）これらのサイトを軸に燃料電池を調べていこうと思います。