水素の未来
電気自動車（EV）は、米国テスラーや中国BYDが日本車より先行してシェアーを伸ばしている。
日産や三菱のEVも健闘しているが、トヨタは、ガソリン＋ハイブリッドHVで対抗している。
これから自動車の未来はＥＶにシフトして行くと思われるが、電気の充電時間や充電性能が向上しないとＥＶ自動車のシェアーは、停滞する。
EV自動車で高速道路を東京から博多まで行くには、数回EV充電が必要となる。
走行距離はカタログ値の50％を信用でき、事前にEVステーションの場所と数を確認し、充電待ちが無いことを祈るしかない。
しかしトヨタは、ガソリンＨＶをＥＶに変えると日本の自動車産業の雇用が多く減少すると警鐘している。
ヨーロッパでは、電気自動車の増加により公共料金が上昇しており、家庭の電気代が重荷となっているので、ガソリンやデーゼルと代替え燃料のEG車もまだ廃止することは出来ないだろう。
電気自動車がガソリン車よりも環境に良いと言われるが、リチウムイオン電池の製造時CO２が多く発生する。
さらにEVの為に電気使用量が増加するので、原子力や石炭、ガス発電が増加しCO2は増える。
よってEV自動車のCO2が低減しても、電気を造る過程でCO2が多く出るので、環境に優しいとは言えない。
トヨタ自動車は、このCO2削減を理解し、全てEVにする戦略を示していない。
ガソリンHV、燃料電池、水素エンジン、リチウム電池EV、個体電池EV、その他あらゆる可能性を模索し未来の自動車を開発している。
多面的に開発すると膨大な開発コストが発生するが、世界一の販売台数のトヨタだから出来るのかもしれない。
仮に水素エンジンが普及するには、まだ数年要する。
https://staff.persol-xtech.co.jp/hatalabo/mono_engineer/635.html
燃料電池車の水素充填は、愛知県の水素ステーションは37所あるが予約か営業確認が必要で利便性が悪い。
しかも、充填は事前に昇圧の予約をする必要がある為、将来性は良いとは言えない。
水素ステーションが多くなれば、H2燃料電池車や水素エンジン自動車もシェアーを伸ばすだろうが、日本国内だけでは燃料電池車、水素自動車の将来は、世界のガラパゴスかもしれない。
https://www.pref.aichi.jp/site/suiso-fcv/suiso-st-map.html
また水素ボンベを搭載し自動車を走行するには、安全性が重要視される。
さらにトヨタ車ミライの車両価格は、
新車価格 710.6〜860.0万円 中古：150万円/2016年 ～500万円/2021年
旧型中古車はお買い得かもしれない。
https://toyota.jp/ucar/carlist
水素の利点は貯蔵できることで、その利用は太陽光発電や風力発電した電気を一度水素に変換することです。
電気を蓄電するのは、電池や陽水発電となるが、水素に充填することができる。
その水素を貯蔵し、必要な時に電気として取り出すことができる。
また、水素をボンベ運搬し、必要とされる地域で水素から発電する。
電気を水素で運搬し、必要な時と場所で電気に変る。
水素貯蔵タンクや運搬コストはかかるが、原発と火力発電を削減しCO2の少ない未来にできる。
しかし水素の電気効率は良いとは言えない。
水を電気分解し水素を作る 電気効率60～70％
水素から燃料電池で電気を作る 電気効率25～35％
（廃熱利用しても電気効率50％）
https://eneken.ieej.or.jp/data/5638.pdf
デンソーは、高効率の水素製造を開発
水から水素を作り出す水電解の方法には、アルカリ型、PEM（高分子膜）型など、いくつかの種類があります。
水は高温になるほど低い電圧で分解できる性質があります。そのため、60℃前後で反応するアルカリ型やPEM型と違い、約700℃という高温で動くSOECは水素を作り出すために必要な電力量が少なくなります。
https://www.denso.com/global/en/news/newsroom/2023/20230627-g01/
燃料電池とは、水素と酸素の化学反応（水の電気分解の逆反応）により、電力と熱を発生させる技術である。
水素以外の燃料電池
１リン酸形燃料電池（PAFC）発電効率は35%～42% リン酸水溶液
２溶融炭酸塩形燃料電池（MCFC）発電効率は、40％～50％ 炭酸リチウム・炭酸ナトリウム
３固体酸化物形燃料電池（SOFC）発電効率は40%～65% 天然ガス
４固体高分子形燃料電池（PEFC）30%～40% メタノール・天然ガス
https://tenbou.nies.go.jp/science/description/detail.php?id=4
さらに燃料電池は、発電効率の開発が必要でしょう。
The future of hydrogen
In electric vehicles (EV), US Tesla and China BYD are increasing their market share ahead of Japanese cars.
Nissan and Mitsubishi's EVs are also doing well, but Toyota is competing with gasoline + hybrid HV.
It seems that the future of automobiles will shift to EVs, but the market share of EVs will stagnate unless the charging time and charging performance of electricity improve.
To go from Tokyo to Hakata on the highway with an EV car, you need to charge the EV several times.
You can trust 50% of the catalog value for the mileage, confirm the location and number of EV stations in advance, and hope that there will be no waiting for charging.
However, Toyota warns that many jobs in the Japanese auto industry will decrease if gasoline HVs are replaced with EVs.
In Europe, public utility charges are rising due to the increase in electric vehicles, and household electricity bills are becoming a heavy burden, so EG vehicles, which are alternative fuels to gasoline and diesel, will not be abolished yet.
Electric vehicles are said to be more environmentally friendly than gasoline vehicles, but a large amount of CO2 is generated during the production of lithium-ion batteries.
In addition, the amount of electricity used will increase due to EVs, so nuclear power, coal, and gas power generation will increase, and CO2 will increase.
Therefore, even if the CO2 emissions from EVs are reduced, a large amount of CO2 is emitted in the process of producing electricity, so it cannot be said to be environmentally friendly.
Toyota Motor Corporation does not understand this CO2 reduction and does not show a strategy to make it all EV.
Gasoline HV, fuel cell, hydrogen engine, lithium battery EV, solid battery EV, and other possibilities are being explored to develop future automobiles.
Multifaceted development would incur huge development costs, but it may be possible because Toyota is the world's number one sales company.
It will take several more years for hydrogen engines to become widespread.
https://staff.persol-xtech.co.jp/hatalabo/mono_engineer/635.html
There are 37 hydrogen refueling stations in Aichi Prefecture, but it is inconvenient because they require reservations or business confirmation.
Moreover, since it is necessary to make a reservation for boosting in advance for filling, it cannot be said that the future is good.
If the number of hydrogen stations increases, the share of H2 fuel cell vehicles and hydrogen engine vehicles will increase, but in Japan alone, the future of fuel cell vehicles and hydrogen vehicles may be the Galapagos of the world.
https://www.pref.aichi.jp/site/suiso-fcv/suiso-st-map.html
In addition, safety is important when running a vehicle equipped with a hydrogen cylinder.
Furthermore, the vehicle price of the Toyota car Mirai is
New car price 7.106 - 8.60 million yen Used: 1.5 million yen/2016 - 5 million yen/2021
Older used cars can be a bargain.
https://toyota.jp/ucar/carlist
The advantage of hydrogen is that it can be stored, and its use is to convert solar or wind-generated electricity into hydrogen once.
The hydrogen can be stored and extracted as electricity when needed.
In addition, hydrogen is transported in cylinders, and electricity is generated from hydrogen in areas where it is required.
Electricity is transported by hydrogen and converted to electricity when and where it is needed.
Hydrogen storage tanks and transportation costs are high, but nuclear power and thermal power generation can be reduced to create a future with less CO2.
However, it cannot be said that the electrical efficiency of hydrogen is good.
Make hydrogen by electrolyzing water Electric efficiency 60-70%
Generating electricity from hydrogen with fuel cells Electric efficiency 25-35%
(Electrical efficiency is 50% even if waste heat is used)
https://eneken.ieej.or.jp/data/5638.pdf
Denso develops highly efficient hydrogen production
There are several types of water electrolysis methods that produce hydrogen from water, such as the alkaline type and the PEM (polymer membrane) type.
Water has the property that the higher the temperature, the lower the voltage required to decompose it. Therefore, SOEC, which operates at a high temperature of about 700°C, requires less power to produce hydrogen, unlike alkaline and PEM types, which react at around 60°C.
https://www.denso.com/global/en/news/newsroom/2023/20230627-g01/
A fuel cell is a technology that generates electric power and heat through a chemical reaction of hydrogen and oxygen (reverse reaction of electrolysis of water).
Fuel cells other than hydrogen
1 Phosphoric acid fuel cell (PAFC) power generation efficiency is 35% to 42% Phosphoric acid aqueous solution
2Molten carbonate fuel cell (MCFC) power generation efficiency is 40% to 50% Lithium carbonate/sodium carbonate
3 Solid oxide fuel cell (SOFC) power generation efficiency is 40% to 65% Natural gas
4 polymer electrolyte fuel cell (PEFC) 30%-40% methanol/natural gas
https://tenbou.nies.go.jp/science/description/detail.php?id=4
Fuel cells will also need to be developed for power generation efficiency.