楽しい理科１：佐藤のホワイトストーン通信

　みなさんこんにちは。住宅通信社、佐藤です。

　改めて自分の記事を振り返ってみるとほとんど住宅関係に触れていない（笑）ので、今回から何回かに分けて住宅用省エネ設備を紹介していきたいと思います。

　第１回目は家庭用燃料電池コージェネレーションシステム「エネファーム」。

　中学理科に登場する水の電気分解（なつかしい！）は、水に電気を流すと水素と酸素が発生しました。大まかに言えば、燃料電池では、これの逆反応を利用します。つまり「水素と酸素を反応させると電気と水が発生する！」のが燃料電池の仕組みになります。

　こう書くと空気中で酸素と水素が出会うと電気を放って水になりそうですが、これ以上詳しく書くと楽しい高校化学の時間になってしまうので割愛します（笑）

　この反応で最もポイントになるのは二酸化炭素が発生しないこと。水素が次世代のエネルギーとされるのも、この点が注目されているためです。

　水素と酸素を反応させて水を生成しながら発電するこの方法は、19世紀中頃には実験的には成功していました。ただ、水素は可燃性がある物質です。金属に触れると金属結晶の結合部に侵入して、材料自体を脆くする性質もあります。単体が非常に小さいので、金属に包まれていても漏れる可能性も。これらが運搬・貯蔵時のネックになって現在まで、普及することはありませんでした。

　水素は工業的には炭化水素を原料に水蒸気改質という手法を使って生成しています。他にもいろいろあるのですが、楽しい（以下略　になってしまうので、ここも割愛させていただきます（笑）

　炭化水素とは炭素と水素の化合物。水蒸気改質ではニッケルなどの触媒を使って炭化水素と水を反応させ、最終的に二酸化炭素と水素にします。つまり、発電時には二酸化炭素を発生しないものの水素を生成する際に、現在の製法ではどうしても二酸化炭素を発生させてしまうことになります。この点も現状の課題と言えるでしょう。

　さて、ようやく本題のエネファームです。

　

　写真は北海道庁で開催された普及啓発展で展示されたエネファーム。エネファームは燃料電池ユニットと貯湯ユニットから構成されます。燃料電池ユニットでは都市ガス、天然ガス、灯油などの燃料を使って、装置内部の改質器と呼ばれる部分で燃料から水素を取り出し、空気中の酸素を取り込んで発電します。この反応で発生する熱を使って水を温め貯湯ユニットに貯めます。

　東京ガスのホームページによると、電気は家庭内で自由に使用でき、お湯は60度で200リットル貯めて置くことができるそうです。電力会社からの電気は家庭に送られる場合、電線を通る間にロスが発生しますが、エネファームでは電力ロスがほとんど発生しないのも強み。上に書いたように水素生成時には二酸化炭素が発生しますが、東京ガスのホームページによると従来の給湯器（＋火力発電）に比べて約45%の二酸化炭素を削減できるそうです。

　灯油などに含まれる硫黄が燃焼するときに発生する硫黄酸化物の除去するのに白金などのレアメタルが必要（しかも劣化しやすい！）などの理由から、導入費用はまだ高いのが現状です。ただ、国が「民生用燃料電池導入支援」として補助金を交付するなど、普及に向けた動きも広がっています。また、コスト低下の技術開発が進んでいますので、近い将来、各家庭に燃料電池が設置されるのが当たり前の時代がくるかもしれませんね。

今日のゴハン　Ver.1「ひじきの煮付け」

乾燥ひじきと大豆の水煮を炒めて醤油と砂糖を絡めて仕上げたもの。ポイントは味の素（笑）

それではまた（・∀・）ノシ