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バイクのバッテリーが不要に? 排ガス内の未利用燃料と熱で発電するシステム

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バイクのバッテリーが不要に? 排ガス内の未利用燃料と熱で発電するシステム

科学技術振興機構(JST)は、排ガスに含まれる微量な未利用燃料で発電できる新しい燃料電池を開発し、熱電変換素子と組み合わせることで、排ガスから電気エネルギーを効率的に取り出すことに成功したと発表した。

具体的には、排ガス中の未燃焼成分である水素などから、開発した固体酸化物形燃料電池(SOFC)で電気を取り出し、さらに排ガスやSOFCの発熱を利用して熱電変換素子から電気を取り出す。

熱電シナジー発電システムの概念

熱電シナジー発電システムの概念

オートバイのエンジン排気口に設置しその機能と発電性能を実証した結果、400ccのエンジンが出す排ガスエネルギーの2.5%を回収することを確認。これは、オートバイなどに搭載され、ライトなどの電気をまかなっている400W級の発電ユニットの性能に相当する。今後は、商品仕様を検討し、実用性を高めつつ、量産化、低コスト化を図り、2015年を目途に商品化を目指す予定。

CO2削減や高騰する燃料費対策として、自動車やオートバイなどの燃費を向上させる研究開発が活発に進められている。従来の自動車、オートバイなどは、エンジンの動力を利用した機械式発電機によって発電し、ライトなどの電気系統に電力を供給している。エンジン以外の手段により電力をまかなうことができれば、消費する燃料を減少させ地球環境への負荷軽減に貢献できる。

そこで、燃費改善の課題を解決するため、これまでは車やオートバイから不要物として排出していた熱と未利用燃料を電気エネルギーとして回収する新規発電装置として、今回、燃料電池と熱電変換材料を組み合わせた「熱電シナジー排ガス発電システム」が開発された。これにより、排ガス中のガソリンなどの未利用燃料を利用して燃料電池の発電を行うとともに、排熱エネルギーから熱電変換素子による発電を行い、発電量を向上させることができる。

同システムは、熱と希薄な未利用燃料が存在すれば発電が可能。アイドルストップなどエンジンの燃費向上機能が作動している状態では、排ガスが供給されず、SOFCの出力が低下するが、その間でも残存する排熱を利用して熱電変換素子が発電を続けるため、連続的な電力供給が可能となる。今後、発電効率などを上げることにより、自動車やオートバイのみならず、ポータルブル発電機や工場の排ガスの有効利用など、幅広い利用展開が期待される。

【参考】
科学技術振興機構 - 熱電変換素子と燃料電池を組合せた「排ガス発電システム」の開発に成功

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