水素燃料の利用方法とは？

水素は周期表の最初の元素で、最もよく研究されている原子です。宇宙で最も豊富に存在し、星の形成や生命に不可欠な水の構成要素でもあります。太陽は水素をヘリウムに変換し、光合成に必要なエネルギーを供給しています。このように、水素は環境に優しい燃料やエネルギー源として注目されています。

エネルギー

現在、電気はエネルギー搬送手段として広く利用されています。発電所は石炭やウランから得たエネルギーを電気に変換し、家庭や企業に供給します。一方、水素もエネルギーを運ぶ媒体として可能性があります。水は地球上で最も豊富な資源であるため、研究者は石炭やウランに依存しない水素の利用方法を模索しています。

水素ガス（H₂）は空気より軽く、上空に上昇するため自然界に大量に存在しません。しかし、水とメタンという二つの資源から合成できます。

メタン改質（スチームリフォーミング）は、メタンガスから水素原子を取り出す方法です。メタンは化石燃料であり、産業廃棄物の副産物でもあり、温室効果ガスの原因となります。

電気分解は、水分子を分解して水素を得る最も有望な技術です。コストが高いため研究段階にありますが、排出ガスが無く環境負荷が低い点が魅力です。

NASAは宇宙プログラムで水素を多用しています。液体水素はスペースシャトルのブースターロケットの燃料として、また水素電池は電源として利用されています。民間でも、ノートパソコンや携帯電話などのポータブル電池や、病院の緊急電源として水素が活用されています。

米国では約500台の水素燃料電池車が走っています。燃料電池は電動モーターを駆動し、走行時の排出ガスがほぼゼロです。ただし、燃料電池の製造コストが高く、車両価格も従来の自動車より高価です。

水素発電所や燃料電池のコストが課題となっていますが、研究者はより低コストで大量に水素を供給できる方法を探求中です。将来的には家庭や自動車、事業所へのエネルギー供給が実現することが期待されています。