水素を燃料に走行する自動車のしくみ

燃料電池を搭載した自動車は、ガス燃料の自動車に代わるエコロジーな乗り物ですが、その仕組みは他の電気自動車とは異なり、燃料電池車は酸素と水素を使って電気を作り出します。排出されるのは水蒸気のみで、非常に効率的でクリーンな燃料補給が可能です。

燃料電池電気自動車は、燃料電池、制御装置、バッテリーの3つの部分から構成されています。

燃料電池

これらの車両には、それぞれ独自の燃料電池が搭載されており、水素と酸素を水と電気に変換して車両が動きます。これは、燃料電池の独自の設計によるものです。どのような設計なのか、詳しく見ていきましょう。

燃料電池には大きく3つの主要部に分けられます。片側には水素が、もう片側には酸素が取り込まれ、中央では、水という “廃棄物 “が発生し、水蒸気として排出されます。

燃料電池の膜には、水素分子を分解する特殊な触媒がコーティングされており、水素が触媒を通過すると即、水素イオンと電子に分解されます。これらは膜により、ろ過され、イオンは通過しますが、電子は電気回路を通らなければなりません。

膜の反対側では、イオン、電子、そして空気中の酸素が混ざり合い、水となります。このプロセス全体で電気が生成され、反対側では水になるだけなので、有害な排出物はありません。

バッテリー

燃料電池車は、ブレーキや燃料電池の発電量に応じ、予備のバッテリーを搭載しています。このバッテリーは、ブレーキ電力や、燃料電池の電力が余ると充電されます。燃料電池は安定したエネルギーを生産しているので、すぐに必要とはならず、バッテリーを経由して充電することが可能です。

車内には、必要な電力量に応じた数のバッテリーが搭載されています。

制御装置

制御装置は、バッテリーと燃料電池の間ですべてがスムーズに動くよう働き、車の推進力となる電力の行き先や使用量を調整する役割を担っています。

制御装置の主な役目は、エネルギーを最大限に活用し、効率的に使用することです。この装置によって燃料電池車がディーゼル車に匹敵するパワーと利便性を兼ね揃えることができるのです。

水素燃料電池は、燃費がガソリン車の約2倍と非常に効率的ですが、欠点もあります。水素はどこでも入手できますが、輸送コストが必要なため、かなり高価なものになります。また、燃料電池を搭載した自動車は少なく、水素ステーションの設置が困難な場合もあります。

将来的には、これらの問題を解決することで、多くのゼロエミッション車が登場し、よりクリーンな乗り物として、ますます身近なものになるでしょう。