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以下の水素エネルギー協会編著『トコトンやさしい水素の本第2版』(一部改変)の...

眠る毒ヘビさん

2020/4/913:14:29

以下の水素エネルギー協会編著『トコトンやさしい水素の本第2版』(一部改変)の一節を読んで、下の質問にお答え下さい。

『水電解は、具体的にはアルカリ水電解、固体高分子形水電解、高温水蒸気電解の3種類があります。

アルカリ水電解はアルカリ水溶液を電解質に用いる水電解システムで、古くから工業的に水素を製造する手段として使われています。すでに商用化され、技術としても確立されており、今後の安価な水素製造にならなくてはならないシステムです。特に大型の水電解槽を考えるときにはこの方法がもっとも可能性があり、今後のグリーン水素製造でも同様に期待されます。

電力から水素への電解効率は70%程度が得られています。海外の安価な電力が得られる水力発電所では大規模な商業プラントが動いています。たとえば、エジプトのアスワンでは水素製造能力33,000N㎥/hのプラントがあります。

固体高分子形水電解では電解質に100μm程度の厚さの高分子を利用し、それによって電極間隔をアルカリ形に比べると大幅に近づけることができるので、同じ槽電圧ではアルカリ形より大きな電流が流せます。コンパクトでエネルギー効率の良い電解槽が設計できます。小型のものは研究用の水素発生器として市販され、一部商用化されています。

高温水蒸気電解は、電解質として固体酸化物を用い、700〜1,000℃程度の温度域で作動するタイプの水電解です。水素を燃料とする固体酸化物形燃料電池の逆作用とみることができ、電極や電解質の材料、セルの構造などに類似点が多いことが特徴です。現在は実証段階です。

今後はアルカリ水電解については食塩電解プラントおよび隔膜の技術を活かした開発の推進が、また、固体高分子形水電解や高温水蒸気電解については、燃料電池の技術や経験を活かして、より高効率で価格を安くするための開発が期待されています。』

① 『アルカリ水電解』はすでに商用化されているので、今後の水素製造には一番に寄与する方法と思いますか?

② アルカリ水電解では、電力からの水素への電解効率が70%程度が得られるので、原発の発電効率の30%未満と比較すれば、とても効率が高いんじゃないでしょうか?

③ 固体高分子形水電解は小型のプラントであるのに対して、アルカリ水電解は大規模なプラントが可能なのですね?

④ 高温水蒸気電解は実証段階なので、アルカリ水電解の方がほぼ唯一の水電解とは言えませんか?

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カテゴリマスター

2020/4/919:00:45

① その様ですね。

アルカリ水電解は既に商用化されているので、今後の水素の製造には一番に寄与する方法と思うのであります。

② アルカリ水電解では、電力から水素の電解効率が70%程度が得られるので、原発の発電効率の30%未満に比して倍以上の大変に効率が高いと言えるのであります。

③ 固体高分子形水電解は小型のプラントで在るのに対して、アルカリ水電解は大規模なプラントが可能と言う訳であります。

④ 高温水蒸気電解は実証段階であり、アルカリ水電解がほぼ唯一の水電解と言えるのであります。

質問した人からのコメント

2020/4/14 09:22:28

回答ありがとうございます!

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カテゴリマスター

2020/4/919:29:10

① アルカリ水電解は確立された製法です。当分はこの方法が使われるでしょう。

② 原発の30%と言うエネルギー変換効率は低すぎますね。不適切な設備と言うべきですね。それに引き換え『水電解』は優れたエネルギー変換方式と言えます。

③ アルカリ水電解法は大きな設備が容易に作れますね。

④ 水電解では『触媒の開発』など新たな研究が導入されると思っています。
コスト的には1~2円/KWHの電気が必要と言われています。それもまもなく実現できるでしょう。

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