環境用語集
燃料電池【ねんりょうでんち】
燃料電池とは:その種類と仕組み
水素(燃料)と酸素(酸化剤)の化学反応により、電気と熱を発生させる電池。燃料と酸化剤を供給し続けることで、継続的に電力を取り出すことができる。燃料電池は、用いる電解質の種類により、主に以下の5種類に分けられる。
燃料電池の種類と特徴
固体高分子型燃料電池(PEFC)
電解質に固体高分子膜を用いる。 動作温度70~90℃、発電効率33~44%。触媒に白金を用いるため、コストダウンが難しいが、白金の代替触媒として、コバルトやニッケルなどを使用した燃料電池の研究もすすめられている。家庭用・自動車用・携帯用など、小型用途に適している。家庭用燃料電池「エネファーム」はこのタイプの燃料電池を使っている。
アルカリ電解質型燃料電池(AFC)
電解質にアルカリ性水溶液を用い、燃料には高純度の水素を使用する燃料電池。 動作温度20~150℃、発電効率70%以上。セル構造が単純なため小型化が可能だが、コストが高く、燃料と空気に含まれる二酸化炭素を除去する必要があるため、主にスペースシャトル、潜水艦などの特殊用途として使用されている。
リン酸型燃料電池(PAFC)
電解質にリン酸水溶液を用いる。 動作温度200℃、発電効率35~46%。実用化されているのは100kW程度の製品で、主に工場やビル向けのコジェネレーションシステムとして利用されている。
溶融炭酸塩型燃料電池(MCFC)
電解質に溶融炭酸塩を用いる。 動作温度650~700℃、発電効率44~66%。発電効率が高いのが特徴。また動作温度が高いため、排熱の利用にも効果的である。触媒に白金を用いないため、低コストで製造でき、水素の他に都市ガスや天然ガスなど、様々なガスを利用できる点もメリットとして挙げられる。発電所等の大規模用途に適している。現在、中部電力などに商用電源として設置されている。
固体酸化物型燃料電池(SOFC)
電解質にセラミックを用いる。 動作温度700~1000℃、発電効率が44~72%。現在、燃料電池の中で最も発電効率が高いとされている。触媒に白金を使用しないため、低コスト化が可能。動作温度が高いため、排熱の利用にも効果的である。また、家庭用電源から発電用の大規模なものまで対応できる。 一方で、予熱が必要なため起動時間が長い、体積当たりの出力密度が低い、といった欠点もある。
種類 | 固体高分子型 (PEFC) |
リン酸型 (PAFC) |
溶融炭酸塩型 (MCFC) |
固体酸化物型 (SOFC) |
アルカリ型 (AFC) |
電解質 | 陽イオン交換膜 (フッ素樹脂系) |
リン酸 | リチウム・カリウム炭酸塩、 リチウム・ナトリウム炭酸塩 |
安定化ジルコニア | 水酸化カリウム水溶液 |
媒体イオン | H+ | CO32- | O2- | OH- | |
使用可能燃料 | 天然ガス、LPG、石油、メタノール、石炭ガス | 純水素 | |||
最高作動温度 | 約100℃ | 約220℃ | 約700℃ | 約1000℃ | 約80℃ |
発電効率(LHV) | 33~44% | 39~46% | 44~66% | 44~72% | 70%(純水素の場合) |
主な用途 | 小規模発電、分散型電源、輸送用電源 | コージェネ、分散型電源 | 火力代替、コージェネ、分散型電源 | 小規模発電、分散型電源、火力代替 | 宇宙開発 |
利点 | 小型化・軽量化が容易 | COを発電に利用できる 内部改質・排熱利用が可能 |
COを発電に利用できる 内部改質・排熱利用が可能 |
腐食が少ない | |
欠点 | CO含有率の制限が厳しい、 白金触媒のため高価 |
||||
参入企業 | パナソニック、ENEOS セルテック、東芝燃料電池システム、トヨタ自動車、アイシン精機 | 富士電機、東芝燃料電池システム | 日本燃料電池、IHI | 日本ガイシ、京セラ、ガスター、リンナイ、新日本石油、TOTO、トヨタ自動車、アイシン精機 |
家庭用の燃料電池に関しては、高価格であることから、導入にあたり国や自治体から補助金の交付が行われている。詳細は下記を参照。
→ エネファーム(家庭用燃料電池)の補助金情報一覧(自治体別)
関連ニュース 等
関連記事
関連セミナー・イベント情報
1/19(火)18:00~19:00
- 第二種電気主任技術者 再エネ転職セミナー[東京・無料]
-
本セミナーでは、他業界からの転職、業界未経験の転職、電気主任技術者の専任としての転職を成功させたい人のための、成功ポイント・事例の紹介や、現在の具体的な求人内容をご紹介するためのセミナーです。
1/21(木)16:00~17:00
- 第二種電気主任技術者 採用成功セミナー(人事部向け)[東京開催・無料]
-
本セミナーでは、環境エネルギー業界の人事部向け・経営者向けに、第二種電気主任技術者を採用成功ポイントや、他社成功事例の紹介、電気主任技術者の転職事情についてご紹介するためのセミナーです。
1/28(木) ~ 2/4(木)
- 太陽光営業向け 電気・エネルギー基礎講座(期間限定オンデマンド配信)
-
お客様に安心して説明・解説ができるよう、太陽光モジュールやパワーコンディショナーのカタログや仕様書に記載されている内容を的確に読み取れるようにするため『単位の意味合い』や『電気の仕組み』、自家消費のシステム基礎など、営業の実務上、最低限必要な知識を得る講座です。
1/29(金)15:00~17:00
- オンライン基礎セミナー 付加価値を高める『業務提携』の進め方
-
本セミナーでは、業務提携(アライアンス)がなぜ必要なのか から よりよい提携を進めるためのステップを基礎から体系的に一気に解説します。
2/4(木)15:00~17:00
- 企業の排出事業者責任 ~廃棄物のルールとリスク~
-
本セミナーでは、『排出事業者責任』とはそもそもどのようなものなのか、トラブルを未然に防ぐための廃棄物に関する知識、廃棄物管理を行う上で押さえておく基本ポイントなどを解説します。
2/5(金)15:00~17:00 (接続開始:14:45~)
- オンライン基礎セミナー バイオガス発電事業の採算性評価と改善のポイント
-
本セミナーでは、バイオガス発電を事業にしていくために事前に考えておく 事業採算性評価の考え方、よくある失敗要因と改善ポイント をケーススタディを交えて解説します。
2/5(金)10:30~16:00 (10:00開場・受付開始)
- フォーラム 工場・ビル・施設のエネルギー効率化【オンライン開催】
-
第21回の環境ビジネスフォーラムでは、カーボンニュートラルに向けて、世界的な潮流、エネルギー政策の動向や注目すべき事例などを詳解します。戦略構築のポイントを得ていただく場としてご活用ください。
2/9(火)15:00~17:00 (接続開始:14:45~)
- 太陽光発電セカンダリーマーケット 売買契約の原則(LIVE配信)
-
本セミナーでは、「太陽光発電特有の契約書で記載する事項」、「売買で押さえるべきリスク」、「トラブル事例」などセカンダリー市場で売買をする上で、押さえて置くべき原則、留意点や市場動向を契約の実務者の視点から解説します。
2/9(火)18:00~19:00
- 環境業界転職セミナー(求職者向け)[東京・無料]
-
本セミナーでは、他業界からの転職、業界未経験の転職、経営層や事業部長などのエグゼクティブとしての転職を成功させたい人のための、成功ポイント・事例の紹介や、現在の具体的な求人内容をご紹介するためのセミナーです。
2/10(水) ~ 2/17(水)
- 電力ビジネス法律講座 ~電気事業法編~(期間限定 オンデマンド配信)
-
本セミナーでは、この『電気事業法』を中心に『電力システム改革』の背景や電力販売する際の営業上の留意点など、電力小売の実務や市場環境はどのように変化するのか法律の視点から解説します。
2/16(火)15:00~17:00 (接続開始:14:45~)
- 電力ビジネス講座『需給調整市場編』
-
本セミナーでは、需給調整力市場の基本ポイントを押さえ、創設される市場の仕組み、先行する海外の事例を交えて『政策・制度』『市場』『実務』の視点から解説します。
2/25(木) ~ 3/4(木)
- 3時間で解読するエネルギー基本計画 (期間限定オンデマンド配信)
-
本セミナーでは、エネルギー基本計画の考え方を把握し、現在の全106ページからなる第5次エネルギー基本計画の方針やポイントを抑え、今後どのような潮流、動きが予測されるかについて3時間で解説します。
3/3(水)15:00~17:00
- 電力ビジネス基礎講座『デマンド・サイド・フレキシビリティ(DSF)』
-
本講座では欧米における「デマンド・サイド・フレキシビリティ(DSF)」ビジネスの市場背景および3つのビジネスモデルのタイプ別事例を紹介します。「DSF」ビジネスの基礎を解説するとともに、現在のCOVID-19 による「DSF」ビジネスへの影響についても併せて解説いたします。
3/16(火)15:00~17:00
- 電力ビジネス基礎講座 DR・アグリゲーター編
-
これからは電力を創ることとだけでなく電力需要を創ることにも事業機会拡大が見込まれます。本セミナーでは実務者視点から電気事業におけるDR・アグリゲーターの位置づけ、今後の展望など解説します。
3/17(水)15:00~17:00
- カーボンプライシング基礎講座
-
本セミナーでは、『カーボンプライシング』とは、そもそもどのようなものか、国内の状況と海外の状況、TCFDとカーボンプライシングの関係、など カーボンプライシングの仕組みの基本や捉え方などを解説します。
3/18(木)、3/25(木)、各10:30~12:30
- カーボンマネジメント 基礎講座~SCOPE1,2,3編~(全2回)
-
本講座では、実務者の方に向けて、CO2排出量・SCOPE算定に必要な知識を学び、算定の考え方、計算方法等の理解促進をします。SCOPE算定の実務の全体像を掴み、何をどのように実践していくか判断力や実務を進める上でのイメージを掴むことを目的としています。
関連カテゴリ