水素を運ぶ「水素の素‐A」「水素の素‐B」

ジャパンプロチウム

投稿日:2011年9月8日

サービス分野: [ ものづくり ] [ 環境・エネルギー・エコ ] [ 特殊技術・特許 ]

水素を運ぶ「水素の素‐A」「水素の素‐B」

再生可能エネルギーでつくる大量な電気の貯蔵は、高コストになりますから、電気は一旦水素に変換する方法が無難です。しかしながら大量な水素は、貯蔵/輸送も至難の技です。特に簡単な包装材で安全に実現をするものは、現状技術では存在しません。
水素の素‐A、水素の素‐Bは、ともにニガリ[MgCl2]を原料にして、大量な水素を簡単な包装材で、「安全な貯蔵/輸送」を実現します。ニガリは、海水中に無尽蔵な存在です。
また、水素の素‐Aでは、水素を利用した後、マグネシウム合金の材料として利用され、次いでその合金廃材は、加水分解の材料として再び水素の製造に役ちます。他方、水素の素‐Bでは、水素利用以外にも農業で必要不可欠なアンモニア系肥料の原料として、それぞれが大事な役目を備えます。
福島原発事故以来、再生可能なエネルギーの貯蔵と輸送の必要性が世界的に高まっていて、水素の素‐A、水素の素‐Bは、世界で広く貢献をします。

水素の素‐A: MgH2
水素の素‐Aは、水素化マグネシウムです。重量比7,6wt%の水素が利用できます。また、マグネシウム合金廃材での加水分解では、重量比約8wt%の水素が利用できます。
ニガリからつくるマグネシウムを利用する水素の貯蔵手段は、ビニール材による窒素を封入する梱包でこれを容易に実現します。(水素化マグネシウムは、無酸素、無水、350度以下であれば安全です。)
水素の素‐Aは、マグネシウム合金廃材を用いて加水分解した後の残物(水酸化マグネシウム)を精錬してマグネシウムをつくり、水素化させて製造します。
例えば、燃料電池自動車では、約40kgの水素の素‐Aを搭載して600kmの走行ができます。この技術は、テクノバンク社によって、2005年、水素発生量が重量比15.3wt%を達成する世界初の燃料電池「DWFC」として開発に成功しました。
* 2005年3月 日本金属学会招待講演(社会鉄鋼工学/環境・エネルギー工学162)
* 2006年4月 燃料電池4月号(経済産業省・燃料電池情報センター)

水素の素‐B: Mg(NH3)6Cl2
水素の素‐Bは、金属アンミン錯体です。重量比9.1wt%の水素が利用できます。
ニガリを利用するアンモニアの貯蔵手段は、ビニール材による梱包でこれを容易に実現します。(アンモニアは、ニガリと反応することにより固定させ毒を封じ込め、80度以下なら安全です。)
米国エネルギー省(DOE)の水素吸蔵量目標は、6.5wt%です。水素の素‐Bは、この課題を解決します。水素自動車は、約66kgの水素の素‐Bを搭載して600kmを走行できます。
アンモニア(NH3)と反応させて水素の素‐Bを製造し、カセットへ充填し燃料電池(SOFC)などで水素を利用します。そして、カセットはリサイクルされます。
植物の生育三大要素の一つである窒素は、気体のままでは植物は吸収できません。窒素の固定化は唯一アンモニアだけが成す機能であり、ニガリでの貯蔵は、圧縮、頑丈な装置などを特に要しないプロセスから、産業において利便性があります。今後、石油の枯渇、現状のアンモニアの原料である天然ガスの枯渇、再生可能エネルギーの利用、食糧不足による農業生産の拡大など、次世代にアンモニアの安全で大量な貯蔵/輸送は必要不可欠となります。

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