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最終更新日：2024/6/10

水素エネルギー

すいそえねるぎー

水素を原料とするエネルギー。燃焼によって発生する熱や、電解質中の化学反応で生まれる電流を利用する。

水素は、エネルギーを発生する際に排ガス、燃えカスなどの廃棄物を伴わないため、利用に伴う環境影響は皆無である。また、熱効率が高く、資源量は無限である。

一方、水素はそのほぼすべてが化合物中の元素として存在するから、水素を取り出すためにエネルギーが必要である。例えば、水は水素と酸素の化合物で、水から水素を取り出すためには電気分解や高温化学反応を利用することになる。あるいは、化石燃料から水素を取り出すにも熱が必要で、さらには二酸化炭素などの副産物が生じる。また、水素は燃えやすいので、水素エネルギーを広範に利用するためには、貯蔵や輸送のための技術を確立しなければならない。

水素エネルギーの用途は、製鉄等の工業プロセスでの利用、自動車等の原動力（燃料電池）、家庭用燃料電池などにおいて実用化されているほか、水素発電なども考えられている。その本格的な活用については技術開発の途上にあるが、カーボンニュートラル実現に向けた鍵になるとみられている。

-- 本文のリンク用語の解説 --

燃料電池

電気化学反応によって発電する装置であるが、特に、水素と酸素を化学反応させ、このとき発生する電気エネルギーを取り出すものをいう。

乾電池等と違って、原料として水素と酸素を供給しなければならないが、供給が続く限り発電が持続する。

二酸化炭素が発生しない、エネルギー変換において熱が介在しない（効率を高くできる）、比較的小規模な装置で発電できるなどの特徴があるとされる。また、発電に伴って熱が発生することから、併せてそれを利用することができる。

燃料電池において化学反応を媒介する役割を果たす物質を「電解質」というが、電解質の違いによって燃料電池にはいくつかのタイプがある。
主なものは、次の通りである（分類は、日本ガス協会資料による）。 1．固体高分子形：イオン交換膜を用い、常温〜90度で作動する
2．リン酸形：リン酸を用い、150〜200度で作動する
3．溶融炭酸塩形：溶融した炭酸塩を用い、600〜700度で作動する
4．固体酸化物形：イオン伝導性セラミックス（安定化ジルコニア）を用い、750〜1,000度で作動する

従って、用途に応じて、これらのタイプを選択することができる。

燃料電池は、住宅の電力源の一つとしても活用できると考えられている。

家庭用燃料電池

家庭に設置して住宅に電力を供給する燃料電池をいう。

燃料電池は電気化学反応によって発電する装置で、水素と酸素を化学反応させてこのとき発生する電気エネルギーを取り出す方法が用いられる。
家庭用燃料電池では、一般的に、燃料となる水素ガスを都市ガスやLPGから生成し、空気中の酸素と反応させて電力を得るとともに、併せてその際に発生する熱を給湯などに利用する方法（コジェネレーション）が採用されている。このようなシステムの統一名称が「エネファーム」である。

燃料電池は、二酸化炭素が発生しない、エネルギー変換において熱が介在しない（効率を高くできる）、比較的小規模な装置で発電できるなどの特徴があるとされるが、家庭用燃料電池も同様である。