夢ナビWebセレクション

熊本大学 工学部の教員によるミニ講義

関心ワード
  • 進化、
  • メタノール、
  • 石油、
  • ガス、
  • セラミックス、
  • 燃料電池、
  • 水素、
  • イオン、
  • 電子、
  • エネルギー、
  • 燃料電池自動車、
  • 化学反応

セラミックスが、次世代型「燃料電池」を進化させる!

セラミックスを用いた「次世代型」の燃料電池

 エネルギー問題や地球温暖化問題を解決するカギとして、水素と酸素の化学反応から電気エネルギーを得る「燃料電池」が注目を浴びています。多くの家庭用発電システムや燃料電池自動車に用いられているのは、「電解質」部分にフッ素系ポリマーを用いる「固体高分子形燃料電池(PEFC)」です。作動温度が低く、小型化しやすいという長所がある半面、化学反応を促すため、水素に接する「燃料極」や酸素に接する「空気極」に、白金など高価な貴金属触媒が必要となります。これに対して、「次世代型燃料電池」として研究が進められているのが、セラミックスを電解質に用いた「固体酸化物形燃料電池(SOFC)」です。

イオンも電子も通り抜けられる構造に

 セラミックスは、高耐熱性素材です。SOFCは化学反応の効率が高い温度(700~1000℃)で作動させられ、発電効率が高く、貴金属の触媒も必要としません。また、PEFCの電解質は水素イオンを通す素材なのに対し、SOFCは酸化物イオンを通すセラミックスを用いるので、水素以外に一酸化炭素が燃料極に供給されても反応を続けます。ちなみにセラミックスは、イオンだけでなく電子そのものが通る構造に作ることが可能なので、SOFCは電解質だけでなく、燃料極と空気極もセラミックスで作られています。構造全体が耐熱素材なので、高温下で作動させても耐久性が著しく低下する心配がないのです。

燃料電池の普及に弾みをつける

 PEFCの燃料には、メタノールや液化石油ガスを改質して取り出した水素を使いますが、触媒の白金は、一酸化炭素によって劣化する弱点があります。その点、SOFCは、前述のように一酸化炭素も燃料にできて、都市ガスや天然ガス(メタン)も簡単な改質で燃料に用いることができます。もちろん、高熱で作動するがゆえの問題点も数多くありますが、燃料電池の可能性を大きく広げてくれる存在となるでしょう。

アイコン

講義を視聴する(1分)

アイコン

講義を視聴する(1分 その2)

アイコン

講義を視聴する(1分 その3)

アイコン

講義を視聴する(30分)

この学問が向いているかも 材料工学


工学部 マテリアル工学科 教授
松田 元秀

先生の著書
メッセージ

 高校生にとって、受験勉強は非常に大切なことです。しかし、勉強以外のいろいろなことにも、一生懸命取り組んでほしいと思います。目の前のことばかりを見ていると、ちょっとした失敗もダメージに感じてしまいますが、失敗の経験が、将来大いに役に立つこともあるのです。気持ちに余裕を持って、あなたの将来を見つめてください。

先生の学問へのきっかけ

 特段理系分野の教科に優れていたわけではありませんが、太陽電池に興味があり、大学に進みました。当時日本では、オイルショックの影響でエネルギーに対する危機感が高まっていました。大学で学ぶ中、クリーンエネルギー開発で使われる材料に関心が広がり、現在はエネルギーや環境分野への応用を志向した材料開発の研究を行っています。進路に悩んだ際には、得意不得意だけでなく、興味や関心を持つ分野に思い切って飛び込んでみるのも一案かと思います。

TOPへもどる

夢ナビロゴ

夢ナビ編集部copyright(c) 2008- Frompage Co.,Ltd. All Rights Reserved.