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2014年11月27日 前へ 前へ｜ 次へ 次へ

広島大など 太陽熱用い水素・アンモニア製造

燃料電池車などの燃料用途
年度実証目指す

　広島大学の小島由継教授をリーダーとする研究チームは、太陽熱を用いて水から水素を取り出しアンモニアを合成するプロセスを研究する。アンモニアは水素キャリアとして燃料電池自動車、水素発電装置の燃料に活用する。政府が推進する戦略的イノベーション創造プログラム（ＳＩＰ）の一環として実施するもので、複数の企業、大学、研究機関が研究に参加している。期間は今年度からの５年間。２０１８年度にはデモシステムを用いた実証を実施したい考えだ。

27日付１面.jpg　ＳＩＰの「エネルギーキャリア」プログラムでは、水素エネルギー社会を見据えて水素の製造、貯蔵・輸送、利用にいたる合計11の研究開発が進められている。広島大学先進機能物質研究センター長の小島教授がリーダーとなっている「水素・アンモニアの製造基盤技術」は、有力な水素キャリアとして期待されているアンモニアの製造コストの大部分を占める水素を安価で大量に製造するためのプロセス開発を行う。
　太陽熱を集熱し、その熱を利用して高効率に水素を分解するというのがこのプロセスの特徴。日本原子力研究開発機構（原研）では９００度Ｃの高温で水の直接熱分解を実証した実績があり、小島教授のチームは６５０度Ｃ以下で実現させるプロセスを開発する。
　太陽熱を用いた集熱は５００度Ｃの実績があり、これを６５０度Ｃまで高める。６５０度以上の耐熱性を持つ熱媒体、さらには蓄熱材にエネルギーを蓄え、水を熱分解する。新規熱媒体、蓄熱材の開発も進める。太陽熱は太陽光発電に比べ変換効率が高く、熱媒体などを用いることで24時間稼働させることができる。直接熱分解プロセスのほか、水蒸気電気分解や直接アンモニアを合成するプロセスなども研究対象としている。
　研究チームは、太陽熱集熱プロセス、水素・アンモニア製造プロセス、小規模アンモニア合成プロセスの３グループに分かれ、さらにいくつかのユニットで構成されており、プラント・エンジニアリング企業、大学、産業技術総合研究所などの研究機関が参加している。
　水素キャリアにはアンモニアのほかメチルシクロヘキサン、液化水素なども実用化に向け開発が進められている。アンモニアの利点は１メガパスカル以下の圧力で液化してハンドリングが容易であることに加え、貯蔵する水素量が他のキャリアよりも多いこと。液体状態での質量水素密度17・８％はメチルシクロヘキサンの２倍以上。体積水素密度は１００リットルあたり10・７〜12・１キログラムで、液体水素と比べ１・５〜２・５倍となる。
　燃料電池自動車や定置式燃料電池の燃料となるだけでなく、火力発電の燃料とすることも可能。一方で劇物に指定されているなど社会的受容性は課題となっている。

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