Fuel Cell
燃料電池(Fuel Cell)とは
燃料電池は再生可能エネルギーの中で新エネルギー分野の先駆けとなるシステムです。
燃料電池は水素と(空気中の)酸素の化学反応を通じてエネルギーを生成し、有害物質(SOx、NOxなど)を一切排出しない代表的な環境に優しいエネルギー源です。
国土が狭い我が国においては、今後大きな発展の可能性があるエネルギー技術です。
燃料電池(Fuel Cell)システム構成
燃料電池システムは、都市ガスなどの燃料を改質器を通じて水素に変換し、(空気中の)酸素とともにスタック(stack)に供給します。
そして、化学反応を通じて電気と熱エネルギーを生産します。
さらに、燃料電池スタックで生成された直流電力は、電力変換装置を通じて最終的に220V/380V、60Hzの交流電力に変換され、総合効率90%以上の高効率発電システムです。
① 燃料処理装置(改質器):燃料(都市ガス、LNGなど)を水素に変換する装置
② スタック:水素と(空気中の)酸素を利用して電気と熱を発生させる装置
③ 電力変換器(インバータ):スタックで発生する直流電力を交流電力に変換する装置
燃料電池(Fuel Cell)の応用分野
燃料電池は、携帯用電源、車両用、建物用、発電用など、すべての発電装置に応用されています。
特に、高分子電解質燃料電池(PEMFC)は最も商業化された燃料電池であり、25〜80°Cで動作するため、安全に運転でき、建物用に最適化された形式です。
| 区分 |
携帯用(50W以下) |
建物用(1〜10kW) |
輸送用(80〜200kW) |
発電用(250kW以上) |
| 応用分野 |
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| 種類 |
PEMFC |
MCFC |
DMFC |
SOFC |
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PAFC |
| 区分 |
DMFC |
PEMFC |
PAFC |
MCFC |
SOFC |
| 電解質 |
高分子 |
高分子 |
リン酸 |
溶融炭酸塩 |
固体酸化物 |
| 動作温度 |
25~80°C |
25~80°C |
200°C |
650°C |
600~1000°C |
燃料電池(Fuel Cell)システムの利点と導入効果
燃料電池システムは、低炭素グリーン成長産業の代表的な製品として、化学発電および商用ボイラーと比較して、約31%の一次エネルギー消費量の削減効果と、約45%の二酸化炭素排出量の削減効果があります。