1 :
あるケミストさん :
02/05/05 04:10 いろいろ話しましょう。
2 :
あるケミストさん :02/05/05 17:27
燃料電池ってどこの大学が先端??
3 :
あるケミストさん :02/05/06 05:54
東京大、京都大、九州大、横浜国立大、山梨大くらいじゃない?
つーか,大学でやれることは終わってるだろ 実用化研究だよ,いまは
5 :
あるケミストさん :02/05/06 16:51
>>4 いつごろ実用化されるのですか?
主要な製品ジャンル(携帯、ノートパソコン/自動車)でいうとどれくらい?
でもって燃料は水素をダイレクトに注入する方法ですか?
それともエタノール等を改質して水素を発生させて使う方法ですか?
興味があるので教えて下さい。
だから実用化するにあたっての課題解決の研究を やってるんだよ 自動車だって値段さえ気にしなければまともに 動くくらいにはなってる 値段と燃料をどうやって補給するか(ステーションとかな) そういうのは大学でやる話じゃなくて,いろんな会社が 手を組まないとできない 最終的に燃料が水素になるかかどうかとかそういうのも 結局は上の問題との兼ね合いだ
7 :
あるケミストさん :02/05/06 18:20
基礎的なところで、まだ結構面白いのがたまにあるよ。 電気化学会とかでね。。。 > 3 横国のFCはDQNでしょ(w
8 :
あるケミストさん :02/05/06 23:30
>>6 実用化する上での困難さを知らない人の意見ですね。(あなただけじゃないけど)
もっとも現在大学で行われている研究のかなりの部分はほぼ無意味です。
9 :
あるケミストさん :02/05/06 23:57
10 :
あるケミストさん :02/05/07 01:27
>>9 7じゃないけどFuelCellってことでは?
>>6 値段を気にしなければ、たしかに実用化は出来ますが、
今の技術レベルは、知ってのとおり、
大量生産でコストダウン云々というレベルではないので、
大学での基礎的な研究が役に立つ可能性もまだ0ではないので、
温かく見守るのもいいのでは?
11 :
あるケミストさん :02/05/07 22:53
どの会社も2004年とか2005年とか言うけど ほんとうに実用化ってされるのかな〜? 特に、水素形のPEMFCなんてコストもしんどいけど インフラや法整備がかなりしんどいんじゃないかな?
12 :
あるケミストさん :02/05/08 00:18
ふーん
企業の方コメントください。
14 :
あるケミストさん :02/05/09 21:09
>>13 実用化は可能です。
トヨタ、ホンダは、現在公道試験を行っているタイプが、
すでに実用化できる状態なので、
マイナーチェンジバージョンを販売します。
ただし、実用化といっても、値段は高く、台数も限られます。
仰るとおり、インフラ整備等も不十分なので、
一般家庭への普及はだいぶ先の話です。
携帯などのモバイル用の普及の方が早いかもしれません。
15 :
あるケミストさん :02/05/09 21:27
>>14 あんた、あのレベルのテスト車両はもう何年も前から走ってるのを知ってて書
いているか? カナダのバラードは燃料電池市営バスを走らせているぞ。
むろん桁違いに高すぎるコストやインフラの問題もあるが、耐久性とか、エネ
ルギー効率とかにも目を向けたほうが良いと思うぞ。
例えば、FCカーのスタックは走行距離10万kmまで耐えられるか?
16 :
あるケミストさん :02/05/09 23:00
>>15 カナダとかドイツのもあくまで試験走行。
「実用化」つまり販売するには型式指定取らないといかんから、
今公道試験してる奴で実用化するんでしょ?
レベルが高かろうが低かろうが、どうでもよくて、
要は型式指定が取れるかどうか。
実用化するのに、耐久性とかエネルギー効率も関係ない。
コストやインフラ同様、目をつぶって、とりあえず販売開始しますよってだけ。
少なくとも、トヨタはFCEV-5の改良版で上市って言ってるから、
型式指定取れるくらいの耐久性は見込めてるってとこかな。
現段階だと本当にに普及する時が来るんかなぁって感じ。
もっとシステムを単純化しないとだめですね。
17 :
あるケミストさん :02/05/09 23:24
>>16 > 要は型式指定が取れるかどうか。
だからそんなレベルとうに越えてるって。カナダのバスはナンバーとって客を
載せて走ってんだぞ。
> 実用化するのに、耐久性とかエネルギー効率も関係ない。
おまえ、買って1万kmも走らんうちに廃車になっても澄ましてられるのか?
> 型式指定取れるくらいの耐久性は見込めてるってとこかな。
そう、実用化じゃなくて型式認定とれた って事。勿論政治的な思惑もあるは
ず(良いことだと思うけどね)。
普通にお客さんに売る(実用化)のとは別次元の話しだよ。
18 :
あるケミストさん :02/05/10 00:01
>>17 FCEV-5とかFCX-V4とか、現在日本で公道試験してるのは、
当然ナンバーがついてますし、人を乗せて走ってます。
公道試験をして、型式指定が取れて、初めて販売(=実用化)できます。
バスがいくら客を乗せて走ってようが、実用化されなきゃ意味ないです。
トヨタもホンダも実用化が2003年とか2004年と言ってるだけで、
普及はあくまで2010年とかもっと先を見てます。
もちろん2003年とかに販売される車を、私は買おうとは思いません。というか高くて買えません。
なんかの間違いで手に入れても、メンテに出してる時間の方が長そうです。
でも、2003年に発売できたらそれは2003年に実用化開始したということになります。
普及しようがしまいが、実用化は実用化です。
しっかし、一般人にとっては2010年ぐらいにならないと手が出ないだろうなぁ。
それ以前に手に入れても、ランニングコストがめちゃかかりそう。
金=エネルギーの無駄遣い、本末転倒ですね。
19 :
あるケミストさん :02/05/10 00:41
>>18 大体見えて来た。基本的な見通しに付いてはかなり一致しているようだな、お
互い。ただそれを言葉でどう表現するか(実用化とよべるか否か)、の観点の相
異だな。
2003年の件は販売に名を借りたロードテストだと思っている。
> 普及はあくまで2010年とかもっと先を見てます。
まあ、俺的には普及しうる合格ラインに達しなかったら実用化とは呼べない、
と言うスタンスだ。
> 私は買おうとは思いません。というか高くて買えません。
大丈夫、販売先は官公庁・大学限定らしいから、金持になっても買えないよ。(w
20 :
あるケミストさん :02/05/11 15:11
ちょっと疑問に思ったのですが、 現在の車なら、排気量で税金が決まりますが。 燃料電池自動車の駆動力はモーターだと思うので その辺どうなるの?
21 :
あるケミストさん :02/05/11 23:29
>>20 たぶん出力(kW)で決まると思います。
排気量で規定できない場合は出力値で分類していたはず。
ただ、無公害車ということで特別な税枠が設定されると思いますよ。
22 :
あるケミストさん :02/05/14 22:59
本当に燃料電池の実用化のめどが たっている企業ってありますか? できれば、分野を教えてください。
23 :
あるケミストさん :02/05/14 23:02
大学で面白いデータ持ってる人いない?
24 :
あるケミストさん :02/05/15 02:17
>>22 ある程度の規模の定置型燃料電池は、
現在の技術のもので、実用化可能。
収支は補助金つきでトントン。タイプはリン酸型。
家庭用の定置型はおそらくPEFCタイプで研究中で、
実用化のめどは立ちつつある。
ってのが去年の話。
25 :
あるケミストさん :02/05/17 01:05
>23 いない。
26 :
あるケミストさん :02/05/17 10:47
>23 いたとしても、特許からむかもしれないから こんなところで気軽に書けないと思う。
27 :
あるケミストさん :02/05/18 00:08
燃料乾電池っていうのはどーよ。 単3型でブタンガスとかケロシンとかを補充すれば、 半永久的に使用できるってのは。
28 :
あるケミストさん :02/05/18 00:22
>>27 ブタン?ケロシン?
「燃料」ってのにかけてるの?
そりゃ使えないこと無いけど。
29 :
あるケミストさん :02/05/18 12:00
FCDICシンポジウムに逝った人いますか 情報きぼんぬ
30 :
あるケミストさん :02/05/19 16:04
乾電池サイズの燃料電池ができたら寿命はどれぐらいになるんでしょうねぇ…。 アルカリの100倍とかだと、電池交換できない電気製品が登場しそうだなあ…。 というか、単位重量当たりの実効エネルギー密度の計算ってどうやればいいのん? (w/h)/g?
おまえはエネルギーと仕事率の関係を理解しているのかと 小一時間...
32 :
あるケミストさん :02/05/19 22:59
白金カイロというのはベンジンを燃料にして24時間暖かい。 いまの狭義の燃料電池ではなく、本当の燃料電池。 適当な触媒で灯油なんかを燃焼させて電気に変換。 省資源で究極の乾電池だとおもうのですが、無理かなー。
34 :
あるケミストさん :02/05/19 23:31
>>33 熱を電気に変換する方法は?
熱電対?
効率悪いと思うけどなー・・・。
35 :
あるケミストさん :02/05/21 00:16
>>34 熱電対の変換効率って最大何パーセントぐらいですか?
無視できるくらいわずか
37 :
あるケミストさん :02/05/24 02:04
よし、ベルチェ素子で発電だ!父さんライターであっためちゃうぞー!!
38 :
あるケミストさん :02/05/26 00:24
電池という言葉に惑わされるな! とだけ言っておこう。
39 :
あるケミストさん :02/05/27 15:45
既出だが、燃料電池の研究室レベルで出来る基本的研究は既に終わってる。 と言っても過言では無い。 残っているのは燃料の貯蔵方法位か? 現在の問題は供給ルートとか、道路交通法やガス管理の安全基準の整備、 など、社会資本の分配、法律、行政屋の問題がクローズアップされてる。 ちょっと考えるだけでも 高圧ガス取締法と燃料タンクの安全規則の見直し。 道路運送車両法の改正。 ガソリン税に代わる税金の徴収方法。 ガソリンスタンドを水素(メタノール)スタンドに転換する補助金だの税制だの 水素の市場価格の決定方法 燃料電池触媒(Pt)のリサイクルルートの確立。 etc.... 法律や経済に関する問題が100個くらいは列記できそう。 更に環境汚染に関する外部経済の問題も絡む あとは、政治、経済、法学部の問題になるでしょう。 従って、今後燃料電池に関わるなら、東大の法学部に行って、 経済産業省に入って下さい。
訂正 関わるなら--------× 関わりたいなら----○
41 :
あるケミストさん :02/05/27 20:32
>>39 研究室レベルで出来る基本的研究、まだまだあるYO!
何を持って基本と言ってるのかわからないけど。
>>41 失礼、言い過ぎかもしれん。
でも、自動車会社等では調査や研究ではなく、
すでに商品化についての作業段階に入っているって事が言いたかった。
43 :
あるケミストさん :02/05/29 17:33
誰か、燃料電池の基本原理教えてぇ〜。 すまそ。 当方、院卒商社マン。
44 :
あるケミストさん :02/05/29 18:57
院って? 工学?理学? それとも政治とか経済? 説明変わってくるんじゃない?
45 :
あるケミストさん :02/05/29 21:51
>43 水に電極差し込んで電気分解の実験をしたことがありますか? 燃料電池はその逆反応です。 水素 + 1/2酸素 → 水 + エネルギー
>>39 燃料電池に関してやらなければならない研究はたくさんあるし、
ブレークスルーをしなければならない課題も多い。
思いつくままに書くと、白金触媒粒子の粒径増大、窒素酸化物混入による
触媒劣化、CO被毒による電極触媒の劣化、不純物イオンによる抵抗増大、
燃料欠乏時のカーボン材料の腐食、実際の電圧が0.6〜0.7V
(理論電圧1.2V)などなど。
あとはなんと言っても、電解質膜に使われている
パーフルオロスルホン酸ポリマーに代わる安い電解質膜の開発でしょう。
これが解決しないと燃料電池車は高くて市場には出回らないでしょうね。
インフラや法律なんてたいした問題ではない。燃料電池車が安く、性能が
良くなれば、皆が買うようになる。そうなれば当然、水素の需要が増え、
供需の関係からスタンドは自然と増えるでしょう。そうなればしぜんと
法律だって決まってくる。
何を見て「燃料電池の基礎研究は終わった」と思ったかは知らないけど、
燃料電池、特に車はまだまだだよ。車が市場に広まるのは、
いいとこ2030年からだろうね。本田の社長も言っていたけど、燃料電池
車が広まる前に、天然ガス車が広まると思うな。燃料電池車はその後、
というのが常識だぜ。
47 :
あるケミストさん :02/05/29 23:39
膜材料はうちにまかせろ! ECSでは炭化水素系の膜に関する発表もあったけど、 あんなの目じゃないYO! あと、パーフルオロ系は値段も高いけど、 耐熱性も低いという欠点があるYO!
>>46 暴言とのそしりを受ける事を覚悟の上で、、
普及は2030年から、とか、天然ガス車の方が先、とか
それは、いわば研究屋の常識(それも古い)であって、開発屋、設計屋は
そう考えない。
手持ちの材料で、個々の課題を達成するまでの事。
色々な問題を解決したり、妥協したりしながら形にするのが仕事さ。
CO被毒やNOxによって寿命が短いなら、システムごとカートリッジにして
時間で交換してしまうのもアイデア。
問題を上げたらきりが無い。
実は俺は電力回路の設計屋なので、化学の研究屋さんから見れば
無謀な事を言っているかも知れないが、その分、別の見方だって出来る。
実際、内燃機関のエネルギー効率がせいぜい30%なんだから、
理論電圧1.2Vの所、0.6V出てれば立派な物という考え方も成り立つ。
何より、PEFCスタックの内部抵抗の低さはモーター駆動にとって理想的。
電気自動車のエネルギー源としてベストマッチだ。
モーターとインバーターの変換効率が90%程度と見ても、システム全体で見れば
既に内燃機関の車よりも上を行っている。
運用者としてみれば、運行コストが安ければ、初期費用が高い事は十分許容できる
し、その為に公的な融資制度が有ればなお良い。
(*ここでは、水素ガスとガソリンのエネルギーあたりのコストを同様と仮定した。)
Naffion の価格だって、デュポンが渋って値段を下げないだけで
実際に量産すればそこそこの値段は出るよ。
すぐにセカンドソースも出てくるだろうし。
大体、天然ガス車で、市場インパクトは作れるかな?
作っても売れなきゃ話にならない。
しょせんは内燃機関で、大幅なエネルギー効率の向上は望めない。
中途半端な事は金と時間の無駄。無駄。
逆に企業活動として目標を置いた場合、スケジュールは変更可能。
車だけなら、現在入手可能な材料だけで市販ベース車は作れる所まで来てるよ。
問題は、ガソリンスタンドや石油元売が自己否定につながるような水素エネル
ギーへの転換を自主的にやるかどうか?って事だろ。
そういう所で、公的融資とか、補助金を用意して、うまく持っていくのが行政
の仕事さ。
>>インフラや法律なんてたいした問題ではない>>
こんな事言ってるから研究屋さんは困るよ。
もっと、経済や法律の仕組みを勉強しないといかんよ。
>>47 「うち」ってどこよ??
いい奴出してよ、期待してるでー。
>>48 ちょっと極端だね、確かに。(w
反論してみよっかな。
> 実際、内燃機関のエネルギー効率がせいぜい30%なんだから、
> 理論電圧1.2Vの所、0.6V出てれば立派な物という考え方も成り立つ。
燃料の改質など他にも色々エネルギーを食う部分があって、それらを総合してシステムとして考えると(車の場合)本当に内燃機関より効率が良いのか疑問が持たれているのが現状。
> 大体、天然ガス車で、市場インパクトは作れるかな?
燃料電池車のインパクトは? マスコミに躍らされてるだけではそれこそ
> 大幅なエネルギー効率の向上は望めない。
> 中途半端な事は金と時間の無駄。無駄。
という事になってしまいますよ。
> Naffion の価格だって、デュポンが渋って値段を下げないだけで
> 実際に量産すればそこそこの値段は出るよ。
> すぐにセカンドソースも出てくるだろうし。
他社からも類似の製品が出ていて開発競争も激しいのに値段が下がる目処が立っていない(筈、あんま詳しくない)。
> 車だけなら、現在入手可能な材料だけで市販ベース車は作れる所まで来てるよ。
いやとても売り物にならないからトヨタだって10台しか出さないんだろう。それでも出すのは以前公言した手前引っ込みがつかないからでしょう。
> 運用者としてみれば、運行コストが安ければ、初期費用が高い事は十分許容できる
> し、その為に公的な融資制度が有ればなお良い。
> 問題は、ガソリンスタンドや石油元売が自己否定につながるような水素エネル
> ギーへの転換を自主的にやるかどうか?って事だろ。
> そういう所で、公的融資とか、補助金を用意して、うまく持っていくのが行政
> の仕事さ。
↑↓矛盾してますよ。
> >>インフラや法律なんてたいした問題ではない>>
>
> こんな事言ってるから研究屋さんは困るよ。
> もっと、経済や法律の仕組みを勉強しないといかんよ。
-------------------------
> それは、いわば研究屋の常識(それも古い)であって、開発屋、設計屋は
> そう考えない。
> 手持ちの材料で、個々の課題を達成するまでの事。
手持ちのブツの組み合わせで何とかできる範囲で仕事してきた人にありがちな意見ですね。
しかし、それでは通用しない相手もある。特に材料がらみの話は解決に時間がかかる。大雑把に言って機械・電気・電子が年単位あるいは月単位の開発が多いと思うが材料の場合は10年単位。
50 :
あるケミストさん :02/05/30 22:23
>>48 > 「うち」ってどこよ??
言えるわけないYO!
膜についてはまかしとけー。
>>49 膜開発はここ数年の研究じゃないYO!
炭化水素系膜はやっとめどが立ちつつあるんだYO!
解決すべき課題が各要素に山積していることに変わりないけど。
あとNaffionはDuPontがかなりの値下げを公言してるから、
下がることは下がると思う。
あくまでうちは、炭化水素系で行くけどねー。
>>52 膜の開発はずっと継続してやってるだろうと思うが、あんまり詳しくないから
勘弁してくれ。
> あとNaffionはDuPontがかなりの値下げを公言してるから、
どうなんだろね、ナフィオンの類はどんなに値下げしてもとても車には使える
値段にならないとか言う話を聞いたけどね。
車ってコスト意識高いからねぇ。エンジンとかミッションの単価聞くと結構びっ
くりするような値段だよ。
またーり炭化水素系に期待しているよ。
なんかよくわかんないけど、49も47もガンバってね〜。
55 :
あるケミストさん :02/05/30 23:53
>>49 立場が違うから仕方ないと思うし、指摘される問題は概ね見当はつく。
>>手持ちのブツの組み合わせで何とかできる範囲で仕事してきた人にありがちな意見ですね。
その通りじゃ、悪かったね。(半分心にグサリ)
でも、ゴハン食べる為には仕方無いじゃんか。
実は半導体だって、10年以上のスパンで研究してるぞ。
マスコミに踊らされるだけでなく、その波を利用する位のずうずうしさも
有ってよいと思う。
今なら開発予算だって大幅に要求出来る。
買えなかった測定器も買える。
うまくすれば、10年分位の成果を上げられるかも知れない。
電気屋(電力の面も制御の面も)としてはもう居てもたっても居られない位、
電気自動車は面白い課題だ。。
通信だのパソコン絡みの仕事なんか全部放り出してもいい位に感じる。
どうせ儲かってないんだし。
(パソコン用のDMFCも各社着手してるらしいが、正直あんま関わりたく無い)
((>>↑↓矛盾してますよ))
矛盾してないと思うけど、、
>>インフラや法律なんてたいした問題ではない>>
という主張に対して「重要な問題だ」という見解で一貫させたつもりだがなー
こういう問題については、電気屋、化学屋共、得意じゃないと思うので、
マスコミあたりを逆にあおる必要を感じない?
俺が例えば燃料電池ユニットをメーカーから支給して貰って、制御回路を
試作しろって言われたら、実験する為に高圧ガスの資格を取らなきゃいけ
ないらしいし、やっぱりいろいろ法律とか制度を変えて貰う必要性は感じ
るよ。
あ、勉強が嫌いで言ってる訳じゃないよ。念の為。
極論すると、車運転する人まで自動車とは別にガスの免許を取る必要が
有る事になりそうで。。。
>>52 頑張れ!!
頼りにしてるぞ。
55=48です
>>55 > >>手持ちのブツの組み合わせで何とかできる範囲で仕事してきた人にありがちな意見ですね。
> その通りじゃ、悪かったね。(半分心にグサリ)
いや、全然悪くないよ。ただ単に仕事のスタイルが違うってだけだよ。
分野が違うんだから進め方も違って当たり前。
とりあえず52を応援するという事で。
58 :
あるケミストさん :02/05/31 00:18
燃料電池って言っても、使用する材料・技術が多いから 一概にどうこういえないよね。 漏れのところは、もはやコスト絡みの検討のみ あと法関係は大問題だと思うよ。力関係があるからね。 >材料がらみの話は解決に時間がかかる。大雑把に言って機械・ 電気・電子が >年単位あるいは月単位の開発が多いと思うが材料の場合は10年単位。 いいな、漏れもそんな研究がしてみたいよ
>手持ちの材料で、個々の課題を達成するまでの事。 >色々な問題を解決したり、妥協したりしながら形にするのが仕事さ その結果、一台1千万円する車になったんでしょ?だから問題なんだよ。 CO被毒というのは白金にCOが吸着して水素が反応できなくなること。 だからカートリッジ交換というでは問題解決できない。それにそんなことした ら商業化できないだろ。よく考えろよ。 >実際、内燃機関のエネルギー効率がせいぜい30%なんだから、 >理論電圧1.2Vの所、0.6V出てれば立派な物という考え方も成り立つ。 燃料電池の理論効率は1.2V出て60%。だから実際は30%前後で廃熱 と組み合わせると60%になると言われている。 繰り返し言うが、燃料電池を車に使うというのはたいへんな技術をようし 難しい。例えば燃料電池の水や反応後の水は寒冷地ではどうなる?不凍液をつかう? しかしそれを使っても抵抗はあがらない?衝撃に耐えられる?腐食は? 耐久性は?値段は?安全面は?と技術1つとっても多くの障害を乗り越えない と使いものにならない。 それに比べれば法整備やインフラなんて微々たるもの。 最終的なゴールをガソリン車がすべて燃料電池車にかわった時とする。 そのゴールに向かうのに 1、インフラ、法整備は完璧。だけど車の値段が1千万円する 2、インフラ、法整備は不完全。だけど車は100万円台で買える の1と2、どちらに早く到達したほうがよりゴールに近いか?それは当然2でしょ。
家庭用や自動車用の燃料電池の開発が始まったのが90年頃。 当時の予測では「2002頃には日本の全電力の10%が燃料電池に なっているだろう」となっていた。それだけ燃料電池の商業化は難しい ってことだよ。
61 :
あるケミストさん :02/06/01 03:32
なんだかんだいっても、まだ基礎研究 レベルなんじゃないかな??? 強引に実用化に持っていこうとしすぎ!
63 :
あるケミストさん :02/06/01 16:31
I-V特性が語られていない…
64 :
通常の名無しさんの3倍 :02/06/01 16:39
>I-V特性が語られていない… って何さ?これは物理じゃないの?
FCの理論電圧は1.23Vだが、 実際にはなんとか過電圧というもののせいで電圧が下がる。 大体、電流がほとんど流れていない場合には1.2V?近く出るが、 電流を大きく流そうとすると0.数Vしか出なくなる。 I-V特性と言うかは確かじゃないけど。
うちの膜はOCVが0.9Vくらい
ちょっとこのスレ覗かせてもらいました。 自分は技術系とは全然縁のない人間だけど、みんな頑張ってるんだ! こんなに不景気だけど、なんか将来に希望が見えるような気がするね。 いろいろ障壁が多いと思うけど、万人が喜んでくれるような商品を 頑張って創ってください。 企業の方は万人が認めるような商品を創れば、たとえコストが高くて はじめは利益が思うようにでなくても、きっと後から利益はついてくる。 必ず、ついてくる。 ガンバレ理系戦士! 応援してます。
68 :
あるケミスト :02/06/02 21:49
1年くらい前の資料でけど参考に PEFCの材料コスト 現状($/kW) 将来(自動車用、$/kW) 電解質膜 350 10 セパレーター 160 13 触媒 20 10 スタック 7000〜 50 8000 改質器 10000 30 システム 10000〜 100 20000
69 :
あるケミストさん :02/06/02 22:02
将来の材料コストでも車として成り立ちまへんがな
70 :
あるケミストさん :02/06/03 23:56
>>47 >あと、パーフルオロ系は値段も高いけど、
>耐熱性も低いという欠点があるYO!
耐熱性はいいよ。300℃くらいならへっちゃら。低いっちゃあ低いけど、
FCに使うなら必要にして十分。
それとも、フッ素系での高温条件の膜内水分離脱の議論?それなら
意味わかるけど。
第一、炭化水素系で何℃までもつの?
>>49 >> Naffion の価格だって、デュポンが渋って値段を下げないだけで
>> 実際に量産すればそこそこの値段は出るよ。
>> すぐにセカンドソースも出てくるだろうし。
>他社からも類似の製品が出ていて開発競争も激しいのに値段が下がる目処が立っていない(筈、あんま詳しくない)。
そのとおり、日本でも類似品つくってる会社あるよね。
ちなみにNafion膜は試薬レベルで、30センチ四方で9万円。
>>59
>例えば燃料電池の水や反応後の水は寒冷地ではどうなる?
効率あげるために温度あげて運転するから問題なし。DMFCで120℃くらいかな。
反応後の水の量なんて、微々たる量。30分運転して10滴程度。問題なし。
今年の春まで最先端で研究してたから、知ってる知識で書いてみた。
攻撃してるような書き方になってしまったが、そんな意思はないのでご了承頂きたい。
とにかく、問題点は以下の通り。
1.水素源は何にするのか。
現状では、水素・メタノール・DME・・・開発者のなかでも統一が図られていない。
これでは、進む研究も進みにくい。
2.電解質をどうするか。
とにかく、高性能・高効率の電解質がない。どれも一長一短。
47は梨大か、あるいはそこの共同研究体か?
とにかく、君らにかかってるといっても過言ではないかも。
3.インフラ。
1が解決しないとどうにもならない。
71 :
あるケミストさん :02/06/04 00:14
>>62 来年トヨタとホンダが燃料電池車売り出すよ。
技術的には既に可能だから。
コストとインフラを無視すればの話だけど・・・
72 :
あるケミストさん :02/06/04 20:50
>>>59 >>例えば燃料電池の水や反応後の水は寒冷地ではどうなる? >効率あげるために温度あげて運転するから問題なし。DMFCで120℃くらいかな。 反応後の水の量なんて、微々たる量。30分運転して10滴程度。問題なし。 寒冷地で始動するときはどうなるの?凍ったりしないの?
>>70 Nafion系の膜は120℃程度で膜の形状を保持できなくなるYO!。
Nafionに耐熱性があるんなら、あえて炭化水素系にいくことはなかったのになぁ・・・
74 :
あるケミストさん :02/06/05 00:52
>72 反応後の水の量ついては使用する燃料の量にほぼ比例し、 PEMでは2H2+O2→2H2Oより使用するH2のmol量より発生する水の量は大体決まります。 ただし、水滴でどれくらい出るかは不明(水蒸気等になるため)。 自動車などの高出力の燃料電池では凍結が問題になるでしょうな。 燃料電池は奥が深くてよくわかりません。
>>72 >寒冷地で始動するときはどうなるの?凍ったりしないの?
バッテリーにためといた電気で余熱をかけるとかいう方法をとるらしい。
確かに電気喰うけど、ほとんどの場合、燃料電池と従来のバッテリーの「ハイブリッド」
として用いられるらしいから何とかなるんでしょう。
要は、水素源を「加湿」する程度しか使わないから、スタックそのものがガチガチに凍る
ことは考えにくい。DMFCでは話が違ってくるかもしれないが。
>>73 >Nafion系の膜は120℃程度で膜の形状を保持できなくなるYO!。
実験したことがあるが、300℃かけてもたいした形状変化はなかったがなぁ…。
第一、パーフルオロ膜の方が炭化水素より耐熱性がないわけがない。
それなら、テフロンの耐熱性を炭化水素と比較してどう説明つけるんだ?
そんなささいな形状変化より、水/メタノール混合液につけたときの
体積増加のほうがセル組む場合には深刻な問題。面積で2倍強になるからね。
>>75 主鎖はテフロンだけどねぇ・・・。
テフロンは300℃くらいまで余裕だけど、
Nafionは、120℃かそこらでどろどろ・・・
って言うか溶けてるYO!
Nafionに300℃まで熱かけて、本当に何の変化も無かった?
>>75 溶けるとか言う変化はなかったけどなぁ。
そんな簡単には溶けなかったけど。
溶けたときの実験条件は?
>>77 ただあたためただけ。
75さんが使ったNafionの種類わかる?
79 :
あるケミストさん :02/06/05 20:50
>DME DMEはジメチルエーテル?ならDMEを使うメリットって何でしょう? DMEはメタノールから作るから割高(多分150円/L)になるでしょ。 それにDMEだったら直接燃やして燃料にしたほうが良いと思うなぁ。 現在DMEは軽油に代わるクリーンな燃料として期待されているみたい。
80 :
あるケミストさん :02/06/05 22:30
>>76 それ明らかにNafion膜じゃないだろ。
Aldrichとかで売っているNafion溶液を乾燥させてだけの膜とかじゃないの?
どっちにしろしろーとさんさようなら。
>>77 うちが実験に使ったのは117の膜。膜厚は190μmだった。
Aldrichのやつね。
それとは別に、関東化学(だったかな)の5%溶液で膜をキャストしたけど、
これはひどかったね。
>>79 DMEは仰せの通り、ジメチルエーテル。
DMEを使う理由はおれにはわからんが、研究してるところは
結構あるらしい。
コストはかかるけど、毒性が低いから取り扱いが(素人にも)らく、
とか、そんな感じじゃないでしょうか?
82 :
あるケミストさん :02/06/07 01:38
いい感じに盛り上がってるのでage。
>>70 燃料を何にするか、インフラの整備をどうするか?なんて事は、現在の状況では、
ほとんど堂々巡りのような気がする。
誰かが決めちまえばそっち向いて進めるんじゃないか?とも思う。
一時、トヨタと経済産業省はガソリン改質で行こうって話をブチ上げてたが?
それって最近の官僚の得意技「先送り」じゃないか?と思った。
いや、ここは政策を論じる場じゃないんだけど。
国のエネルギー政策の問題でもあるので、行政で決めなきゃ進まないと思うよ。
とりあえず俺は誰かが作った燃料電池でモーター回せばいいんだけどね。
正直、「早く決めてくれ」って思うよ。
>>59 亀レスで申し訳ないが、とりあえず導入されるのは政府で使用したりする
高級車だ。1000万円なんて値段は決して高くない。
エアコンやパワーウインドだってみんな高級車から導入されて徐々に低価格な
大衆車に普及した。
とりあえず政府や金持ちを実験台にして大量生産の為にデータ取ったり問題解決
して、価格競争に持っていくんだよ。
この辺、君にわかるかな?
>83 君は化学を勉強したことがあるかい?まぁ勉強した人間だったら君のような意見は 言えないだろうけど。 価格を言うなら68で書いた内容を理解してから反論してくれ。
>84 ハァ? 68の出所、前提不明のコストで、 しかも原材料の工場出荷段階か、自動車メーカーへの納入価格かも判らん 値段見て、何を論じるの? もしかしたら、実験用のサンプル納入価格かもしれん。 化学は専門じゃ無いが、製品開発のコスト計算なら君より経験有ると思うが? 法律やインフラ整備なんて、市場の前提条件。 それを無視した製品開発なんて、有り得ないと思う。 君の言う事は「木を見て森を見ない」の言葉がぴったり来るね。 私事だが、 とりあえず、某社から借りる話になったらしいので、今年中には本格的な 仕事にかかれそうだ。 ま、遅いスタートだが、俺の担当はちょっと特殊な乗り物なので、今からでも 十分間に合う(と思う)。 ところで、燃料電池も、F1みたいなイベント出来ないのかな? あんな化石燃料燃やすレースに技術的な意味有るのか?と思う俺は異常かな? ワーワー言ってる女とか、薀蓄語る奴見てると阿呆かと思ってしまう。
86 :
あるケミストさん :02/06/07 23:02
>85 自己顕示欲強すぎ。 バカな奴に限ってプライドが高いんだよな。 低学歴でブサイクで自分に自信ない奴の典型。 2chで質問している時点で、頭が悪いって気づかないか?
>>85 あんた、ほんとに何にも知らないんだな。
燃料電池自動車はコスト削減の目処が立たないってのはその方面じゃ有名な話
だよ。
膜の値段も高いが、発電部のスタックを組みたてるコストも馬鹿にならない。
今のPEM型じゃスタック組みたてだけ考えてもコスト的に無理だって意見もあ
るくらい。
しろーとさんはえらそーに嘘を書いちゃいけません。
88 :
あるケミストさん :02/06/08 00:31
確かに、一杯一杯>コスト でも、確実に進んでるってのが 漏れの実感>コストダウン
89 :
あるケミストさん :02/06/08 00:32
>>87 自動車用をPEMFCだけで考えているからじゃないか??
もっと良い選択肢がありますよ。
90 :
あるケミストさん :02/06/08 00:38
>>88 ここ10年間で進んだのは、触媒の有効利用ぐらい。
それも、もう限界。これからは、もう一段、
drasticな変化がないと実用化は無理
>>89 ほー、現状で車戴してPMFC程度に使えるFCがなにがありますかな?
> もっと良い選択肢がありますよ。
PMFCよりももっと先の見込みとして研究されているものがあるのは知っていま
すが、それは2003年に間に合いますか?
>>91 自己レス
×PMFC
○PEMFC
まあ、通じるとは思うが。
93 :
70=72=75=77=81 :02/06/08 01:38
>>83 ,84
私は化学専門で、燃料電池をかなり最先端のほうでかつ専門的に研究しているんです
が、まさしく83のいうとおり。
いまは、「どこが一番効率のいい物を作れるか」という競争の段階です。ホントに、
どこかがいいものを出せば、業界はそれに従っていくしかない。これは、化学では
なく、経済・産業の掟ですから。ただし、技術の発展とともに、どんでん返しが
起こる可能性は十分にあります。
68のでーたはどこかで見た記憶があります。確か、「固体電解質燃料電池の開発と
応用」とかいう専門書でしたかね?でも、残念ながら、このデータが今通用するか
は不明です。
その理由は、87が述べてる通り。膜のコストダウンもさることながら、現状では
スタックの組み立ては「特殊技術」とされているようで、コストがかかりますから。
それでもだんだんと下がってきてはいるんですが。
実販されて、競争下に置かれて、それでやっとコストダウンが本格的に始まる、という
パターンになるのではないかと。
・・・なんか良スレと思って自分が関わってること知ってることを皆さんのお役に
立てるかと思って書き込んだのに、ここでも罵り合いですか・・・きちんとした議論
は、ここにはないのでしょうか?とりあえずわたしはこのスレから消えます。
ちなみに、化石燃料のレースには萌えるほうです(w
とりあえず日本がんばれー
>>93 いや〜、あんたの口調とかもかなりまずかったと思うよ。
相手に突っかかる奴どうしだと会話にならんのはわかる?
ここは突っかかる奴こそがもっとも多く反応してくる場なのだから、
そこは柔軟に対応できなければ会話にならんよ。
レスも長すぎるし。
言ってることの非妥当性の混ざり具合の割に、わりと高圧的だし。
まーがんばれ。
96 :
あるケミストさん :02/06/14 00:11
>>92 日本ではPEFC標記にするって話。
ちなみにアメリカはPEMFC。
97 :
あるケミスト :02/06/18 11:24
DMFCが市場にでまわると聞いたのですが 1クロスオーバーは解決したのですか? 2触媒にルテニウムを使うって本当? 3だとしたら年間数トンしかとれないルテニウムを使って市場に出せるの? ご存知のかたよろしくお願いします。
燃料電池車はもうだめぽ
>>97 1→してるといえばしてるけど、してない。
2→現段階での被毒を解消するひとつの方法として使うんじゃない?
3→上市するだけだったらできるでしょ。技術力の誇示。
>1→してるといえばしてるけど、してない どういう意味でしょうか?
>>100 上市できる程度に解決の目処が立ちつつあるってこと。
動くか動かないかだったら今の技術でも、動くものを作れる。
現実問題、車載用、モバイル用とかだと、一般普及はまだまだ無理。
でも上市するだけなら可能。
102 :
あるケミストさん :02/06/20 01:46
>97 DMFCの場合 電極にPtを使った場合はCOによって被毒されてしまうので メタノールの酸化反応が阻害されてしまいます。 そこでPt上にRuを少量かつ分散して、微粒子として電析させる方法が考えられています。 Ruが吸着することによる効果ですが、RuはOH-イオンと吸着するので その吸着したOH-イオンがPt上に吸着したCOと反応してCO2として取り出せるという 反応機構が起こらないかどうか研究されているようです。 また白金もかなり高価なので電極として用いるのには良くないのではないでしょうか?
103 :
あるケミストさん :02/06/20 03:20
白金以外に触媒として使えるものはないんでしょうか?
白金を使うのはスピルオーバーを利用するため? スピルオーバーならパラジウムでもいくとけど、どうなんだろ? 白金以外なら酸化コバルトはどうかな? 酸化コバルトは白金に近い性質を示すから。 でも俺が思うくらいなら誰かやっているよなぁ。
105 :
あるケミストさん :02/06/23 04:15
>98 激しく同意。 でも、ここまで注ぎ込んだ金の理由をつけるのには・・・ リニアの二の前か・・・
最悪なのはガソリン改質燃料電池車。 化学プラント載っけて走れるか。
108 :
あるケミストさん :02/07/01 18:33
>107 ハイブリッド自動車≒発電所載っけて走れるか?---走ってますけど。 実際ガソリンエンジン自体が燃焼という化学反応によるエネルギーを 熱力学的に取り出してるんだから、反応経路が違うだけで最初と最後は 一緒なんじゃないの? 効率と副生成物が違うかもしらんが。 個人的にガソリン改質が好きになれないのは同意だが。 >>All 「低エネルギー放電を用いたアルカン類の低温リフォーミングプロセスの開発」 これってどうよ? 部外者としてはDMFCより、液体燃料改質→気体水素→PEFCの方が良いような 気がしてきたが? >105 >二の前 二の舞の事か? 私大理系はこれだから、、、 文系から「教養無い」って言われるぞ。
109 :
どーもおまたせ :02/07/01 20:13
110 :
あるケミストさん :02/07/02 09:53
>109 あんがと、 でもさ、燃料が純水素なのね。 以前の発表ではトヨタはガソリン改質で行くって発表したんじゃなかったっけ? ま、年間20台って事は、本当の手探り、足探りって事だろうが。
>>108 車が走るという意味が全くわかっていないようですね。
タイヤ回るこということではないのですよ。
112 :
あるケミストさん :02/07/03 10:54
>>111 温度、気圧変化?振動?それとも自走してあちこち移動する事?
こういうもったいぶった言い方する割には大した話じゃなかったりする。
>>タイヤ回るこということではないのですよ。>>意味不明
「単にタイヤが回るという事だけではないのですよ」って事が言いたいの?
当たり前だと思うが。
じゃ、現在の自動車は単にタイヤを回してるだけなの?
内燃機屋さんブレーキ屋さん制御屋さんetc,,,達もさぞ怒るだろうね。
トヨタの車がガソリン改質でなかったのでちょっと安心したけど。
113 :
あるケミストさん :02/07/12 00:26
あげ。
114 :
あるケミストさん :02/07/12 01:20
HONDA age
115 :
あるケミストさん :02/07/12 01:30
むしろDAIHATSU sage
116 :
あるケミストさん :02/07/17 18:37
TOYOTA age
117 :
あるケミストさん :02/07/17 23:45
あきらかにHYUNDAI sage
118 :
夏はしんどい :02/07/26 05:18
火力発電と比較して、 燃料電池による発電の特徴を述べよ。
119 :
名無しさん :02/07/26 17:53
静か、種類によるけど廃熱が少ない、NO、SO2の排出がない。
120 :
あるケミストさん :02/07/26 21:00
>>118 今後はMCFCに置き換わっていくだろ?
それが答え。
121 :
あるケミストさん :02/07/26 21:03
つーか、ゴア膜age!
燃料電池を最先端で研究している大学の研究室のレベルを教えてくだされ。 どこが、リードして行くんでしょ?
124 :
あるケミストさん :02/08/21 16:13
age
125 :
あるケミストさん :02/09/09 00:23
ていうか、燃料電池素人なんだけど 馬鹿高いナフィオン膜がなぜこれほどに指示されているのかが分からん。 高分子固体だったら、作動温度100度そこそこだろ? 別に、フッ素つけなくとも、適当にCH3に、SO3HかSO3Naかつけりゃいいんだろうが、 なぜ、全H原子をFに置き換えなきゃいけないのか教えてくれ
126 :
あるケミストさん :02/09/09 01:31
>>125 寿命。
ちなみに支持されてるわけではなく、
今出せるのがパーフルオロ系膜ってこと。
フッ素系膜はどの会社も認識してると思うけど、
そのフッ素に起因するおおきな問題あり。
127 :
あるケミストさん :02/09/12 15:07
>>125 パーフルオロ系は化学的に安定。特に耐酸化性は電池にとって重要。
128 :
あるケミストさん :02/09/13 01:02
>>125 主鎖をフッ素系、側鎖を親水性にしたいから。
そうすると、膜内部に親水クラスタができて、水分を取り込める。すると、プロトン
の伝導性が上がるってわけ。
側鎖のさきがSO3Naだと使えない。
あと、フッ素系なら耐熱性も上がるし。もっともクラスタ内の水は100度で飛んじゃうけどね(w
129 :
あるケミストさん :02/09/13 11:36
なんか日立が新しい開発したらしい。ちなみに フッ素系じゃなくてスルホンがついてるとかなんとか。 今日の日本工業新聞に載っているらしいぞ。 聞いた話だけど。
130 :
あるケミストさん :02/09/15 02:21
カシオは?
131 :
あるケミストさん :02/09/15 22:22
固体酸化物型燃料電池(SOFC)ってどーよ? 使い道ないんぢゃなーい? ジルコニアでなんやかんやとやってるけども。 もはや限界? 導電率が0.1S/cmあがってもデバイスとしてはトータルで意味なし。 自分はスカンジア安定化ジルコニアやってまふ。 研究する意味あるの?って感じですがな〜。 自動車に使うことを夢見てB4のときにテーマを選択したけど・・・ 自動車に使うのはもっぱらPEM。 ジルコニア出番なし〜(酸素センサくらい?) 困ったね、こりゃ。
132 :
あるケミストさん :02/09/15 22:45
作動温度が800℃らしいが、これは800℃を外部から注入しないと いけないの?
133 :
あるケミストさん :02/09/15 22:53
ガスを送り込むだけで、外部から熱を加えなくてもいい 熱的に自立したシステムはあるようです。
134 :
あるケミストさん :02/09/15 23:44
>>131 PEMなんかに比べて断然効率が良いんだから、
耐久性と価格をクリアーすれば、用途は無限大に広がる。
でも、それが難しいんだよねぇ。
車用のSOFCってのも開発中で、展示会などにも出てること
は出ている。Sc安定化ZrO2は根本的に熱安定性が弱いんで
実用材料としては難しいね。材料板ネタ?
135 :
ジルコニアン :02/09/16 00:20
>>134 確かにね。長時間高温中に置いておくと結晶相が変化して
導電率下がるといふ現象が起こるんです。
Al2O3を少量添加すればその点は改善できますが。
8YSZに比べて実用化に至らないのは、
いかんせん、Sc2O3が非常にレアなためにコストが高くついちゃうんですよね。
近く存在量が少ないから仕方ないけど。
136 :
ジルコニアン :02/09/16 00:21
訂正」 近く→地殻 失礼しました・・・
137 :
教えてください :02/09/16 15:04
よくわからないことがあります。DMFCをモバイル機器に使うと言ってところが ありますが、発電で発生した水はどうするのでしょうか? パソコンを使うと水だらけになるのかなあ??
138 :
あるケミストさん :02/09/16 16:21
139 :
あるケミストさん :02/09/16 22:06
DMFCは実用化には無理だろ。 どうも各社ともメタノールを改質→PEFCって方向にいっているみたい。
140 :
あるケミストさん :02/09/16 22:18
耐久性ならPEFCもそんなにあるほうではないだろ
141 :
あるケミストさん :02/09/17 01:03
>>137 水冷パソコンにする(w
冗談はともかく、モバイル電源なら発電に伴って発生する水分なんて1滴に満たない。
70さんが書いてるけど。
ま、DMFCなんて使い物にならないけどね。だから心配なし。
家庭用ならPEFCよりSOFCのほうがよくないか? 廃熱でガスを改質&お湯を沸かせる。どうかね?
143 :
あるケミストさん :02/09/17 22:52
>>129 探したけど見つからなかった
つーか日刊工業ダッタゾ ヽ( `Д´)ノ
エンプラをスルホン化したものって、文字通り受け取っていいのかな?
それとも春に公開された特許のようなやつかな。
144 :
あるケミストさん :02/09/18 00:01
国のプロジェクトで車載SOFCの開発が進んでいるようだけど 作動温度的にやっぱ無理があると思うのですが。 家庭用のお湯沸かす程度の廃熱利用ならPEFCで充分だし。 廃熱利用をしっかり出来て、一度ONにしたらそのままでいいシステム、 離島の小規模発電所などとしてはすごく良いと思うんだけどなー。 小規模なSOFCでエネルギー的な採算とれるんですか? 詳しい人教えてください。
145 :
あるケミストさん :02/09/18 13:04
146 :
あるケミストさん :02/09/18 20:45
水素製造の改質器の開発で難しいところってなんですか?
>>145 日立に聞いてくれ。
ま、単純にエンプラを濃硫酸でスルホ化だと、特許に引っかかると思うから、
日立特許にあるアルキルスルホ化の方法の延長だとは思うんだけど。
148 :
あるケミストさん :02/10/04 18:28
アルコール燃料は燃料系統部品を腐食・劣化させるって今日の新聞(読売)に 書いてあったけど水素自動車とかは大丈夫なのですか?
149 :
あるケミストさん :02/10/06 14:14
150 :
あるケミストさん :02/10/06 15:22
携帯用だろうね。ただDMFCは厳しいだろうな。 DMFCの最大の欠点は白金を多く使うこと。 PEFCより白金の使用量が桁が一つ多いと言われている。 また白金の1/10しか取れないルテニウムを使うのも難。 DMFCではなくメタノールを改質→水素で発電、になると思われ。
151 :
あるケミストさん :02/10/12 10:20
電池討論会開催中あげ
152 :
あるケミストさん :02/10/17 23:07
153 :
あるケミストさん :02/10/25 10:12
白金ルテニウム触媒以外の触媒が開発されれば PEFCやDMFCにとってブレイクスルーになる可能性が極めて高い。 今のところそういう報告は皆無だが。
154 :
あるケミストさん :02/10/25 12:56
セパレータって 金属やカーボンとかあるけど、本命はどれだろ?
155 :
あるケミストさん :02/11/08 08:55
age
あぼーん
2ちゃんねるの用語の意味が分からん。何でそんなん使うん?
158 :
ある分析屋 :02/11/08 22:30
セパレータなカーボンが有力でしょう。 使える金属はかなり限定されるから。
金属のほうが安げな感じ
ガス会社の天然ガス1m3を改質すると、水素何m3できますか? その水素を使ってPEFCで電気何kWできますか?
13A都市ガスの組成例 成 分 13A都市ガス 熱量:11,000kcal/m3 メタン (CH4) 88.2% エタン (C2H6) 7.0% プロパン(C3H8) 1.8% ブタン (C4H10) 3.0%
162 :
あるケミストさん :02/12/03 18:16
エタノールで実用的な出力(携帯やノートパソコンを動かせる程度)が 出せたら一生遊んで暮らせる?
163 :
あるケミストさん :02/12/05 01:06
>>159 そりゃカーボンより金属の方が安いでしょうけど
特にPEFCやPAFCですと強酸性化にさらされることになりますんで・・・・
論文等でそのような検討も見られますが結局・・・って感じです〜
164 :
あるケミストさん :02/12/16 22:54
165 :
あるケミストさん :02/12/19 14:23
直接メタノール型燃料電池のメタノール濃度って0.1Mとかなんだな。 ビール並の濃度じゃん。
166 :
あるケミストさん :02/12/28 00:31
12/27夜、TV東京のWBS「動き出す未来産業」特集で、GMの2010年指向燃料電池搭載試作車 Hi-Wireが紹介されていた。液体水素方式だそうだが、燃料電池は、何処製なんだろ?
(^^)
(^^)
169 :
あるケミストさん :03/01/19 18:04
自立型ロボットも、水素吸蔵合金かあるいは軽さの点からアルコール系の 燃料電池が有望だろうな。夕方5時になると、一杯アルコールを引っ掛け てからじゃないと働けないというロボットが出回るんだよ。
170 :
あるケミストさん :03/02/08 18:37
2/8のTVニュースで、ENEOS(新日本石油)が、家庭用燃料電池の試験的提供を、横浜で 開始したと報道していたが、現行の電力供給式に対してどんなメリットがあるんだろ。
171 :
あるケミストさん :03/02/20 19:46
停電時とかに威力を発揮、ってところじゃないの。 後コジェネレーションシステムしっかりして来るだろうから エネルギー効率とかエネルギーあたりの二酸化炭素排出量が少ないとか そういったこともウリなんだろうね。 今はそれを補ってあまりある値段設定だから 開発側、採用側ともに企業イメージアップの広告としての効能を期待してかと。 一般論ですみません。
ついこの間テレビで特集してたが自動車はまだ到底無理とか言ってたな。 寒冷地では発生する水が凍ってしまい壊れてしまうとか。 前の方で大丈夫とか書いてあるけど第一線で開発してる プロの技術者がダメって言ってるからダメなんだろう。
173 :
あるケミストさん :03/03/06 15:41
やっぱりエタノール型の燃料電池を開発すべきだな。 焼酎買ってきて水で何倍かに薄めればそのまま使える、なんてすごくない? 酒税がかかるがモバイル用途なら高くはないだろう。
あぼーん
175 :
あるケミストさん :03/03/07 09:57
東芝のモバイル燃料電池はどうやって燃料売るの? カートリッジ? 薬局でメタノール買った方が安くなりそう?
176 :
あるケミストさん :03/03/07 22:09
>やっぱりエタノール型の燃料電池を開発すべきだな。 >焼酎買ってきて水で何倍かに薄めればそのまま使える、なんてすごくない? >税がかかるがモバイル用途なら高くはないだろう。 エタノールを燃料極に流して発電することは、熱力学的には可能です。 しかし、エタノールは、メタノールやジメチルエーテルとは異なりC−C結合を 持つため、C−Oや、C−H結合を切るよりも多くのエネルギーが必要となり、 結果として反応過電圧が大きくなってしまいます。 デモンストレーションとしては面白いと思いますが、非現実的です。
177 :
あるケミストさん :03/03/08 00:58
たしかどっかの国の潜水艦は燃料電池ツカテーたよ!
178 :
ケーミスト :03/03/08 01:09
深海では酸素ないもんね!原子力電池を使ってたのは知ってたけど燃料電池もツカテーたんだぁ。1969年月面着陸に成功したあのアポロ11号、宇宙船の電源は燃料電池だったんだよ。
179 :
ケーミスト :03/03/08 01:23
酸素ないところで使うほど燃料電池はすばらしい
あぼーん
181 :
あるケミストさん :03/03/08 15:33
>>176 まぁそこは何かすごい触媒を発明するとか。
ジメチルエーテルは燃料として期待されてるみたいだね。
クロスオーバーが少ないとか。
あぼーん
早く石油の変わりになってくれ。
184 :
ケーミスト :03/03/11 02:00
水素吸蔵に関しての研究をしている会社ってどこですか?有名なところは?
185 :
あるケミストさん :03/03/11 23:03
吸蔵合金メーカーでは日本製鋼所、日本重化学などが有名。
186 :
ケーミスト :03/03/13 03:02
などって書いてありますが他も教えてください。具体的に日本製鋼所、日本重化学ではどのような吸蔵合金を研究しているのですか? 将来性のある会社はどちらですか?その理由は?トヨタや日産も研究していると思うのですその辺はどうですか? 水素吸蔵材料は何が期待されていますか3つほど・・・?水素が燃料になるのは何年後?
結局石油系の資源が尽きれば燃料電池なんてつかえねーだろ。 水素ったってどっかで生産しなきゃいけないし…。 燃料電池、冷静に考えたら、ここまでヒートアップするようなもんでもないだろ。 根本的なエネルギー問題解消、あるいは先送りはできるのか?これで? 誰か教えてくれ!
188 :
あるケミストさん :03/03/13 12:50
>>187 だから自然エネルギーを使って水を分解しようとしてるんだよ。
189 :
あるケミストさん :03/03/13 14:40
190 :
あるケミストさん :03/03/13 17:29
>>187 まあ待て、落ち着け。
石油系の資源が尽きれば、ではなく、化石燃料系の資源が尽きれば、だ。
そう簡単になくなるような埋蔵量じゃないぞ。先送りくらいは充分できる。
根本的なエネルギー問題解消は無理だけどな。
191 :
あるケミストさん :03/03/13 17:32
可視光での水分解光触媒なんかどうですか?
192 :
あるケミストさん :03/03/14 01:48
燃料電池はあくまで電池。 供給源としては、 米国政府の中長期展望では核融合開発必死こいて推進だとさ。
今日初めてこのスレ読んだ。もうずいぶん前のレスだが、
>>93 (=70=72=75=77=81)
>私は化学専門で、燃料電池をかなり最先端のほうでかつ専門的に
>研究しているんですが、
なんて書いてあるけど、
>>81 >うちが実験に使ったのは117の膜。膜厚は190μmだった。
この1行だけでPEFCに関しては素人だということが分かる。
自称専門家より専門家キタ━━━━━━(゚∀゚)━━━━━━ !!!!!
195 :
あるケミストさん :03/03/14 10:00
下水汚泥→メタンガス→燃料電池 化石燃料を原料にするよりはマシだろう。
海にばかでかい浮島作って太陽電池で海水から水素を生産ってむりか。
そういう未来技術板みたいなレスは…
198 :
ケーミスト :03/03/14 23:44
海に浮き島って・・・発想はよいと思うが建築コストなどかかるよ。それに鳥のうんち問題が・・・
199 :
ケーミスト :03/03/14 23:53
アメリカは自分の国の利益をかんがえてるのでは?燃料電池の根本的な特許はイギリスが持っている。意義がある人は?
あぼーん
201 :
あるケミストさん :03/03/15 00:37
最初意味がわからなかったが、 米は英特許に依存したくないから燃料電池でなく核融合…て意味か? だとしたらアンタかなり勘違いしてる。 燃料電池はただのエネルギー媒体であって新エネルギー源ではないから、 エネルギー問題にはほとんどなんの影響もない。 水素の供給源として電気、そのまた源が原発…て話よ。
あぼーん
203 :
ケーミスト :03/03/15 01:13
ご指摘ありがとう。勉強になりました。
204 :
ケーミスト :03/03/16 18:12
水素をエネルギー源にする燃料電池はいつか必ず普及するのですか?その前に普及する燃料電池は何をエネルギー源とするやつですか?水素吸蔵材料では他にどんな物が研究されているのですか?
水素を原料にしてる限りは普及は無理だろ。 水の電気分解で水素を作るってそんな大量の電気を簡単に 作れるようになったらそれでメデタシメデタシだろ。 わざわざ水素なんて危険な状態にする必要がどこにある?
206 :
ケーミスト :03/03/17 01:12
水素は危険だが安全に運ぶ研究がされているでしょ!それでも危険か? だれも水の電気分解で水素を作るなんて決めてないと思う。 誰か私に賛成してくれる人いないのかね?
電気は貯めておいたり遠くに運んだりできんからな。 媒体の工夫は大事。
賛成するもなにも、「いつか必ず普及する」かどうかなんて誰にも分からない。 あと、「水素をエネルギー源とする燃料電池」と言っても、天然の水素を使う わけではないので、結局は何かのエネルギーを使ってどこかで水素を作る必要が ある。 純水素型燃料電池と改質型燃料電池の違いは、どこで、どうやって水素を作る かだけの違い。日本ではインフラ(基準や規制等も含めて)整備等の面から後者 の方が実用化が早い可能性が高い。 アイスランド(地熱発電で水素を作る試みが行われている)なんかでは純水素型 燃料電池の普及が早いかもしれない。
水素元はやっぱメタンハイドレートになるんだろうなぁ。
210 :
ケーミスト :03/03/17 22:50
純水素じゃなかったら何が有望っすか?
211 :
あるケミストさん :03/03/17 23:15
有望なものはない。 燃料電池という限り、白金に接触させるものは 水素と空気(or酸素)しかない。 ま、白金に代わるものを何か見つけることだな。 なにせ、燃料電池自体が水素と酸素を電池という 形態で反応させると、電気も生まれるし、かつ 生成物は水だけという発想で始まったから。 「これ発明したら性能がこれだけよくなりますよ」 というものでないから(今のところ)。
212 :
あるケミストさん :03/03/17 23:48
>>208 賛成。
まあ現実的には天然ガスとか209の言うように
メタンハイドレートとかからになるみたいね。
でも某大企業でもガソリン改質燃料電池の研究が進められているんだよなぁ。
この場合「環境に優しい」みたいなコピーは割引やね。
天然ガススタンドどんどんできているから(燃料電池用じゃないけど)
日本だとやっぱり天然ガス改質型が主流かな?
あぼーん
結局、化石燃料に頼るのか。。
>>211 >燃料電池という限り、白金に接触させるものは
>水素と空気(or酸素)しかない。
嘘はイカンよ。それともMCFCを知らんのか?
216 :
あるケミストさん :03/03/18 02:36
電池の究極は、一家に一台、家中のすべての電源をまかなって、さらに電池が自身で充電するやつだな。 これでうっとおしい電柱ともおさらば。 停電も絶対にないし。 原発もいらないし。 電気会社は全部潰れるし。
あぼーん
>>216 あははは。
「一家に一台ドラえもんがあればとても便利」てのと
そう変わらんな。
問題はどうやって実現するかだ。
あぼーん
>215 うっかりしてました。 ついPAFCのことだけが頭に浮かんで・・・。 211を書いたときは酔っ払ってたんですう〜 許してください。
221 :
あるケミストさん :03/03/19 00:05
>>193 AldrichのNafion117膜は、確かに厚みが190マイクロくらいですよ。
だからあながち素人でもないのでは?
まぁこのスレから消えることを宣言してる人なので言ってもしょうがないけど、
Aldrichの膜でそのまま電池試験しようとしたのでしょうかね(w
222 :
あるケミストさん :03/04/10 21:04
石油はできるだけプラスチックや香料、医薬品等の化学物質原料として使い、 別の物質でできることはそれでやろう、てのが燃料電池の利点じゃないんかね。 その「別の物質」の供給源としては前述の通りメタンハイドレードや 核融合を含めた原子力、太陽電池や光触媒による水の分解って事で。 カナダでは水力発電による安価な電力によって水の電気分解が 工業レベルで行われ、ロケット燃料として輸出されたりもする。
あぼーん
226 :
あるケミストさん :03/04/14 00:53
水素吸蔵合金は「値段が高い」「重い」とかでダメになった。
でも今でも研究しているけどね。
>>223 リッター当たりで「最も安く」&「最も多く」水素を取り出せるのは現状では石油。
光触媒にがんばってもらおう
(^^)
228 :
あるケミストさん :03/04/22 21:47
age
229 :
あるケミストさん :03/04/22 23:39
どのくらい電圧でるの?
>>221 「素人」の定義によるのでは?
大学・研究所関係で触媒狙いとか、教材用PEFC作ろうって「プロ」
ならArdrichの膜そのままでも良いんでない?
自動車用とかの「ショーバイ用の実用PEFCをつくろう」
っちゅう「プロ」なら確かにそんな膜は使わんが
231 :
あるケミストさん :03/04/24 11:50
232 :
あるケミストさん :03/04/24 20:41
233 :
あるケミストさん :03/04/25 11:49
分子軌道計算かと思った。
234 :
あるケミストさん :03/05/13 21:47
━―━―━―━―━―━―━―━―━[JR山崎駅(^^)]━―━―━―━―━―━―━―━―━―
あぼーん
あぼーん
238 :
あるケミストさん :03/06/27 22:49
あぼーん
あぼーん
241 :
あるケミストさん :03/07/31 01:54
ターミネータ3で 出てくる水素電池というのは 燃料電池のことか、それともニッケル水素電池? 映画ではすごい爆発で危険な印象を受けたけど実際はどうよ。
242 :
あるケミストさん :03/07/31 02:04
セパレ−タメーカ−の最有力候補はどこ?
244 :
あるケミストさん :03/07/31 22:50
>243 東海カーボン
245 :
あるケミストさん :03/08/01 22:30
日清紡とかユニチカはどうよ?
246 :
あるケミストさん :03/08/01 23:12
大日本インキ化学工業だね
247 :
あるケミストさん :03/08/01 23:35
DICはダメだろ
あぼーん
あぼーん
251 :
あるケミストさん :03/08/21 01:16
プリウスの新型が、そろそろ発表のようだ。
252 :
あるケミストさん :03/08/21 12:05
質問します。水を水素と酸素に分解する触媒ってありますか?
253 :
あるケミストさん :03/08/21 12:18
254 :
あるケミストさん :03/08/29 00:28
バラードってどう? ひと昔前までの勢いは感じられないけど
>>254 バラードショックを起こした功績は大きいけどねぇ・・・
>>255 やっぱりもうダメかな?
三洋や松下のほうが先に普及したりするかも。頑張れ荏原バラード。
258 :
あるケミストさん :03/09/09 01:38
固体燃料電池用に使うニッケルか炭素のフェルトを探してます。 どこでつくってどこで扱ってくれるのでしょう?
>>258 >固体燃料電池
固体酸化物形燃料電池(SOFC)のこと?
固体高分子形燃料電池(PEFC)じゃあNiフェルトは使わ
ないものな。カーボンペーパーなら使うけど。
学生のときはたしかニラコとかから買ってたけど、10
年以上前だからなぁ。会社入ってからはPEFCしかやって
ないのでよく分からん。スマン。
260 :
あるケミストさん :03/09/09 14:09
>>259 有り難うです! SOFCです!
ニラコで買ったっていうのはNiフェルトですよね?
カーボンのフェルトはよく見かけるのですが、電池に使えるような物かどうか
断熱材とか、吸音材用でしたから・・・
ちょっとニラコにメールしてみます。
ちなみに、カーボンペーパーでこの用途に使えそうなのを扱ってる ところも教えて頂けないでしょうか。同時にカーボンフェルトも扱ってるかもしれないですし
>>261 PEFC用のカーボンペーパーで最もポピュラーなのは多分
東レだと思うけど、カーボンフェルトも作ってるかどう
かは今はちょっと分からない。(出張中なので。)
あと、直接は買えないのでうちは商社経由で買ってたけ
ど、大学とかなら話の持っていき方などによってはサン
プルを分けてもらえるかも。
263 :
あるケミストさん :03/09/14 01:23
セパレ−タは金属とカーボン系どっちが有力?
>>263 材料費と加工費等を合わせたコスト、加工性、耐食性、
機械的強度、電気伝導度、等々いろいろなファクター
があり、必ずしもどっちが有力とも言えない。
将来的にはコストで決まるだろうけど。
265 :
あるケミストさん :03/09/19 23:14
セパレータはどうやらカーボンだね。日清紡が活発そうだし。
266 :
あるケミストさん :03/09/20 01:09
>265 紡績会社にそんな実力あるの?
267 :
あるケミストさん :03/09/20 18:49
>>251 新型プリウスの電気駆動系ユニットの分解展示会が、トヨタ本社で、9/16-17の両日
開催されたようだね。設計部門の説明員をつけ、瀧本専務の講演会も付きで。
やっぱり自動車会社は余裕があるよな。FC自動車も あくまで手札の一つだから。それに比べて家庭用は..... まぁ、本当の意味での実用化(誰にでも店頭で普通に 買えるようになる)は、モバイル用だろうけど。
269 :
あるケミストさん :03/09/27 11:37
270 :
あるケミストさん :03/10/08 00:34
燃料電池の開発を自動車会社に入ってするには、どの分野からが一番入りやすいんだろう。
>>270 昔は化学屋が多かったが最近は電気屋が増えたな。
スタック開発、リフォーマ開発、材料開発、システム
開発、制御、パワーエレクトロニクス、インフラ整備、
規制緩和、標準化、etc.
仕事はいくらでもあるので、まずは自分の得意な能力
を伸ばしてスキルや知識を身につけるのが第一と思う。
どんな仕事がこなせるかじゃなくて、どんな仕事が
したいかの方が重要と思うし。
272 :
あるケミストさん :03/10/08 22:28
↑いろいろあって全部きちんと理解するのめんどくさそうだねー。 オレは上からみてるよ。がんがって研究開発しな。
>>272 むしろオレ自信はスタックとかMEAとか直接自分の手で
いじってる方が性分に合ってるんだが、年食うとそうも
いかなくなってきた。
国プロとか支援策とか導入補助とか特区とか、いろんな
思惑が絡んで面倒くさい。
そろそろFCにも見切りを付けて他のテーマも視野に入れ
るべきか。
274 :
あるケミストさん :03/10/11 08:11
275 :
あるケミストさん :03/10/11 15:00
>>274 どうせ温水とかあったかいものを循環させてるだけでしょ。よーしらんけど。
とりあえずなんらかの力で加熱しなきゃならんことは明白だわな。
276 :
YahooBB220029052158.bbtec.netrlo :03/10/11 15:12
ステンレスセパレ−タの耐食性はどうなの? 長期安定性は?
>>274 氷結問題ってのは
>>275 さんの言うような方法とかでも何とかなるけど、
本当に問題なのは高温作動。今回の奴は高温でも可能なのかな?
JSRとかの特許に出てる炭化水素系の膜を使用してるのかもしれないけど。
>>277 > 本当に問題なのは高温作動。
単にスタック温度を上げなければ良いだけでは?
もちろん高温で動作出来ればそれによるメリットも多い
が、「高温動作が問題」というのは意味が分からない。
「高温作動可能なシステムの開発が課題」というのなら
まだ分かるが、それでも低温対策の方が優先度は高いと
思う。
現行の膜では、起動するときに温めれば良いというよう
な問題ではなく、膜が凍結したら不化逆なダメージを
受けるから。
>>280 現行膜では高温では不可逆なダメージを受けちゃうからだめ。
凍っても問題は特になし。
あと、暖めるのは簡単だけど、冷やすのは難しいんだよ?
トヨタやホンダが如何にシステムを簡略化しようとしてるかわかってるでしょ?
>>281 現行の一般的な膜のガラス転移点は100℃以上なので、スタックがそれ以上の
温度になるようなことがあればそれは既に異常な状態。(制御を外れた状態。)
それ以下の温度でも加湿不足な状態で運転すると膜の劣化が加速されるが、
それは温度および加湿のコントロールで抑えるしかない。
自動車メーカーが冷却に苦労しているのは、排熱量の割に排熱温度が低いから。
外気温との温度差が小さいので、ラジエーター等による熱交換効率が悪い。
凍結に関しては、電極表面とかセパレータの溝内とかならともかく、膜中の水が
凍結するとクラスタが破壊されるので致命的。
>>282 いいかんじ。
ただ、高温の制御が嫌だから高温作動膜が必要ってのもあるんだよ。
で、冷却効率稼ぐためにも高温作動させたい。
ま、炭化水素系の膜は、現行膜と層分離構造が違うから、
凍っても大丈夫ってのもあって、今回発表したんだろうけど。
284 :
あるケミストさん :03/10/12 03:05
PEFCにはもう飽きた。自動車用とかの水素を燃料とする電池で Scientificな部分はほぼ終わってるよねー。なんかとんでもなく性能が良い触媒とかが出てこない限り。 特に電気化学者ができることはもうほとんど無いジャン。 あとは機械屋さんのお仕事がほとんどになるんじゃねーのー。
>>284 たしかに現状技術だと後はもう、Engineering的な部分
(とはいえ機械屋だけでは無理と思うが)がメインだが、
効率や耐久性のさらなる向上を目指す為には Scientific
なアプローチ無しには不可能。
287 :
あるケミストさん :03/10/12 21:31
>>286 確かに材料屋も必要かも(ポリマーも含めて)。
でも電気化学屋じゃないよー。
288 :
あるケミストさん :03/11/05 23:58
289 :
あるケミストさん :03/11/06 22:52
290 :
あるケミストさん :03/11/06 22:57
さて、燃料電池の需要が高くなって 名が上がる前に白金買うか・・
さて、燃料電池の需要が高くなって 値が上がる前に白金買うか・・ 名が上がっても意味ないだろ
やっぱり リチウムイオン電池だな。 又はメタノール燃料エンジンか。 これが手っ取り早い。 燃料電池は自動車向きでは無いような気がする。
293 :
あるケミストさん :03/11/07 01:33
だから今月の現代化学みてって
燃料電池業界の現状レポート:売上大幅増、淘汰、新技術
水素燃料電池の需要が今後数年間で一気に加速すると見られるなか、北米の燃料電池大手
16社は昨年、合計で約70%の売上増を達成した。ただし、株価の下落や初期の開発費用に
よる損失は大きく、一時のコンピューター業界と同様な淘汰があると予測されている。一方、
本田技研工業は最近、氷点下でも機能する低コストの燃料電池を開発した。この技術は、
熱帯地方を除く全世界で燃料電池車を売り出すには不可欠なものだ。
http://www.hotwired.co.jp/news/news/20031106106.html
295 :
あるケミストさん :03/11/09 22:33
二次リチウム電池はもう完璧だな 諦めて他のを考えてよ
296 :
あるケミストさん :03/11/16 06:17
297 :
あるケミストさん :03/11/18 23:03
>>294 >氷点下でも機能する低コストの燃料電池を開発..
氷結問題を、どうやって回避したって事ですか。
今、学校で燃料電池について勉強してるんですけど、固体高分子形燃料電池の反応温度って50〜120度とか値って書かれてたんですけど、これって実際に測ったものなんですか。それとも理論値ですか。もし、測れるならば、どうやって測るんですか。
>>298 通常はスタックに実際に熱電対を突っ込んで測ったり、
冷却水温度=スタック温度と見なしたりする。
ミクロ的に見れば、触媒粒子の表面温度はもっと高い
と予想されるが、それを実際に測定するのは困難。
あのー今学校にあるのは単セルだけで、それの反応温度測りたいんですけど、膜に直接熱電対つけるわけにもいかないですよね。
302 :
あるケミストさん :03/11/21 23:48
たまたま作った物質が、SOFCに使えそうとの事で試したいのですが ノウハウがないので、 そのまま使えるセパレーターを探しています。 600℃くらいに耐えられる奴ってそうそう無いですかね。 出来れば安いのが良いのですが・・・ とりあえずぐぐって見たんですが、手軽なのが見つかりませんでした 作られてない皆さんはどうしてます?
>>302 「たまたま作った物質」ってのがどの要素向けなのか
分からないけど、スタックじゃないと試験できないの?
電解質候補材料とかだったら、まずはPt電極の半電池
や単電池であたりを付けられると思うけど。
というか、そもそも何を試験したい(確認したい)の?
導電度とか電極過電圧とか熱膨張率とか物理的あるいは
化学的安定性とか、試験の目的は?
304 :
あるケミストさん :03/12/03 15:34
燃料電池って水につかっていても発電できますか?
305 :
あるケミストさん :03/12/03 23:50
水素ってどこから取ってくるんですか? 宇宙?
306 :
あるケミストさん :03/12/09 22:31
核融合電池積んだ車のが、絶対効率良いって
308 :
あるケミストさん :04/01/08 15:22
なんか話についていけるっていいなw とある大学でやってるが、やっぱ化学的いろいろ弄るってのはなんかきついと思われ。 うちは電極触媒層とかの構造とかやってるが、あんなナノレベルの構造大学レベルでやってられるか〜ヽ(`д´)ノ 論文きついよ(´;ω;`)
高校生に見せる簡単な燃料電池作りたいのですが、 どんなのが最適でしょうか。
>>309 水を電気分解させて、それで出来た水素と酸素で発電とかは?
電球とか無理かもしれないが、ちょっとしたモーター程度なら回せるかも。
って論点違うかな。
311 :
あるケミストさん :04/02/26 00:00
大阪産業振興機構主催の燃料電池セミナー開催通知が来た。
ものづくり革新塾「燃料電池を知る!」
〜燃料電池の現状・未来像から中小企業との関わりまで〜
【日 時】 平成16年3月10日(水)13:30〜17:00
【場 所】 マイドームおおさか
(地下鉄「堺筋本町駅」または「谷町四丁目駅」から徒歩7分)
【参加費】 無料(要事前申込)
【定 員】 300名
【主 催】 大阪府、(財)大阪産業振興機構
【後 援】 近畿経済産業局、大阪商工会議所、財・大阪科学技術センター【プログラム】
1.燃料電池プロジェクトについて〜現状と未来像〜
経済産業省資源エネルギー庁企画官 安藤晴彦 氏
2.トヨタの燃料電池自動車開発について
トヨタ自動車(株)FC技術部主担当員 佐藤桂樹 氏
3.家庭用燃料電池の現状と将来
大阪ガス(株)家庭用コージェネレーションプロジェクト部
開発第1チームマネージャー 田畑 健 氏
4.燃料電池社会を支える水素インフラの現状と将来
岩谷産業(株)ガス技術部部長 建元 章 氏
http://www.intergroup.jp/account/m-kakushin1/
バイオ燃料電池ってどうですかね? 携帯用途なら白金使わない分コスト下げられる気がするんだけど。
313 :
あるケミストさん :04/04/17 15:16
314 :
あるケミストさん :04/04/17 19:23
>>313 燃料電池スタックは米国UTCFC社製と思われ。
白金、ナフィオン膜の使用から考えたら
今後数年で燃料電池自動車が世に広まる可能性は皆無。
白金は値段もさることながらそもそも資源が枯渇する。
というわけで大学でやることはいくらでも残っている
>>4
316 :
あるケミストさん :04/05/08 16:40
ホームセンターで入手できる材料で実験できる燃料電池ってないもんかねえ メーターの針振らす程度じゃなくて、そこそこの電力は取れるもので
FCDICの時、SOの発表がたくさんあったのが印象的だったなぁ。 高温型はSOで小規模家庭用ってのが流れなのかな
家庭用でSOFCは入りますかね? どちらかというと大規模発電用な気がします。 一般家庭なら固体高分子型の方が良さそう。
320 :
あるケミストさん :04/07/03 10:27
大学の研究室で燃料電池で有名な所ってどこ?
322 :
あるケミストさん :04/08/16 21:06
>>321 マジレス。
とりあえず1冊、燃料電池に関する本でも嫁。
一言に燃料電池といっても、動作原理が違えばまったく別物だし、
”燃料電池”をやっている大学の研究室なんて一部、とにかく金が掛かるので。
機械、電気、化学、どの専攻でもそれなりに領分を活かしてそれぞれがやっている。
具体的にいってくれんと、わからん。
325 :
あるケミストさん :04/08/19 01:52
実用化されるとしたら、運転温度も≦100℃ってこともあって、EVにはPEMFCが適応されるだろうね。 ただ、電極にPtは高く付くし、Pt被毒も問題だな。 10ppm以下のCOに低減するためには、COシフトや部分酸化も要するし、ここは課題の残されるところ。 っていうか、電極にPt以外を探索してるとこないの? 聞いた事ないんすけど。
>電極にPt以外を探索してるとこないの? 低温領域での電極触媒として酸化物とかを評価してる論文もあるけど、 今のところはPtやPt-Ru系電極とは加えるべくも無い。 結局、何か画期的な材料が提案されないことには低温燃料電池はブームを終えるだろうね。
327 :
あるケミストさん :04/08/19 09:53
漏れは触媒屋なのだが、ガソリン車に担持している白金の量って燃料電池車とあんまかわらんよ。 だから資源が枯渇することもないし、リサイクルだって現に確立しているからね。
>327 それは始めて聞いた。ガソリン車の排気の触媒? 自動車に使うとしたら、Pt-PEMFCで問題なのは耐久性か。 Ptの被毒もだけど、固体高分子膜もまだいまいちだよね
329 :
あるケミストさん :04/08/20 00:16
330 :
名も無きマテェリアル :04/08/26 17:11
>329 そうでつ。
331 :
あるケミストさん :04/08/27 12:38
今B3で、来年から燃料電池を研究している研究室に入る予定なのですが、 何から勉強すればいいですか?お勧めの本。この論文をまず読めっていうのが あれば教えてください。
332 :
あるケミストさん :04/08/30 12:11
高校教師です。 白金メッシュでnafion を挟みDMFCを試してみたが0.4Vしかとれない。 市販の教材用を買って試したところ、コンスタントに0.7V取得できる。 違いは、教材のセルにはナフィオンと電極の間に黒いゴム状のモノがついている。 これは何でしょうか。クロスオーバーする様子もなく、連続使用できるのですが プロトンの移動はどうやってしているのでしょうか。。・?電極は価格的にパラジウム メッキの焼成したやつかと思われます。
333 :
あるケミストさん :04/08/30 13:16
反応は電極、電解質、酸素(水素)の3相が接するところで 起きますので、その接触面積を大きくしてやる必要があります。 おそらくその目的の触媒電極と呼ばれるものでしょう。
335 :
あるケミストさん :04/09/11 16:07:08
336 :
あるケミストさん :04/09/11 16:25:30
>>332 その黒いゴム状のモノこそDMFCの重要部品のひとつ。
カーボンの粉末に触媒合金微粒子を担持させたものです。
すでに電解質膜と張り合わせてあると思いますが、剥がさないほうがいいです。
電極と呼んでいるほうですが、こちらは単なる集電体でしょう。
白金メッシュか白金めっき板だと思います。
プロトンは電解質(ナフィオン)膜内を移動しています。
>>331 >>324 でもレスしたけど、
一言に燃料電池としかわからないんだと、
とりあえず書名に”燃料電池”が入ったのを読めとしかいえない。
学科&専攻、電池の形式くらいはわからんと。
>>335 のあげてる下のほうは、今も愛読書。
338 :
あるケミストさん :04/09/15 19:42:56
339 :
あるケミストさん :04/10/31 21:52:10
SOFCでYSZを使った研究者集達よ(・∀・)ノ 電解質を9μと18μで発電してみたのだが… 18μの方が断然効率がよかったんだが薄膜化すればするほど 発電効率が高くなってるような結果でたヤシいる?(;´Д`) ちなみに高周波スパッタリング法で成膜しますた(`・ω・´)
>>339 酸素分子か電子がリークしているのでは?>9μm
O.C.V.はちゃんと出てる? 輸率とか測ってみた?
341 :
あるケミストさん :04/11/10 12:44:48
342 :
あるケミストさん :04/11/12 22:34:55
343 :
あるケミストさん :04/11/13 05:42:34
>>339 YSZをキャパシタに使うのはいいんだけど、相転移対策は?
345 :
あるケミストさん :04/11/25 23:29:12
燃料電池について勉強中です。 パーフルオロスルホン酸系の膜について質問があります。 パーフルオロスルホン酸系ポリマを架橋するものとしてはPTFEしか考えられないでしょうか?? 架橋剤で他に何かありますでしょうか?? ジビニルベンゼンでもグルタルアルデヒドなんかでもできるんでしょうか? ど素人質問でスイマセン・・・
>>341 FCDICで発表されてた希ガス。勘違いだったらすまん
明日要旨確認してみよう。
347 :
文系人間 :04/12/07 00:15:43
非常に初歩的な質問ですが、燃料電池で「水素と酸素を反応させて 電気をとりだす。水が合成される」という部分は理解できるのですが、 「炭化水素を分解して水素をとりだす」という部分がよくわかりません。 残った炭素はどこへいくのですか? まさか黒い塊になってポロリと とれるとか? あと、その残った炭素を燃やしたらダメなの? 高校生 程度にわかるように説明していたただけるとアリガタイのでして・・・
二酸化炭素になって炭素たんは消えていく。
349 :
あるケミストさん :04/12/07 03:08:01
今までは炭素がたくさん入ってたやつを使ってたから二酸化炭素も大量だったけど, メタンガスとかが使えるようになると,炭素が少ないから二酸化炭素減少でウマー
351 :
文系人間 :04/12/08 00:48:50
すると結局は、従来と同じ量の二酸化炭素となって、大気中に排出される わけですか? それでは「環境にやさしい」というのがサギになると思うのですが。
352 :
あるケミストさん :04/12/08 02:49:27
効率の問題でしょ。 同じ量の二酸化炭素が出るとしても、 発電効率が5倍になってれば、 けっきょく二酸化炭素排出量としては5分の1で済む、っていう理屈。
エンジン的にはCO2だけじゃなくてNOxやSOxも問題だからな それが減ったらクリーンだろう あとは水素を天然ガスから作ればCO2は減るだろうし、水の電解とかで作れるようになれば クリーンだろうに
水素は取り扱いが大変すぎ。 穴あきフラーレンとかが実用化までいけば面白いんだけど。
355 :
あるケミスト :04/12/08 09:07:24
カーボンナノホーンってどうなのよ?
356 :
文系人間 :04/12/09 16:46:41
一定量の炭化水素からとりだした水素を使う燃料電池の発電量と、 その炭化水素を単に燃焼した場合の発電量とどの程度違うのでし ょうか? また、水素を水の電解でつくる場合の電気量と、その水素を燃料 電池として使った場合の電気量は、どちらが多いのですか?
コピペだけど。 燃料電池車だと「エネルギー効率40%」という非常に高い水準が可能になるからだ。ちなみに現在のエンジンの効率は、ガソリン車の場合で16%前後、ディーゼル・エンジンでも23%前後、ハイブリットで30%行くかどうかといったレベル。
あと。 >水素を水の電解でつくる場合の電気量と、その水素を燃料 電池として使った場合の電気量 当然前者。 なぜなら水を電解するときに活性化のためのエネルギー(過電圧)が必要だし、 燃料電池で発電するときもエネルギーの一部が熱とかになって無駄に消費されるから。
359 :
あるケミストさん :04/12/12 15:59:04
360 :
あるケミストさん :04/12/14 01:01:31
>>360 これって、去年の東京モーターショーで出てたよね。
マイナス20℃で運用できるらしいってのが、かなり話題になってた。
氷点下で使えるって、膜何使ってるんだろ。
それ以前に、スタック自前で作ってるって事に凄く驚いた。
やるな、ホンダ。
362 :
あるケミストさん :04/12/19 09:16:50
>>360 ヒーターとかで温めるってことはないよな
364 :
あるケミストさん :04/12/25 18:32:43
白金上で水素がプロトンになるときに生じる電子はどうやって導線までいくんですか?
炭素たんのつながり
366 :
あるケミストさん :05/01/14 19:26:39
ttp://www.gas.or.jp/fuelcell/contents/01_2.html 質問です。燃料電池に関して疑問があります。
上のページの図に説明されている燃料電池なんですが、
1.燃料極で、なぜ水素イオンと電子に解離されるんでしょうか?
おそらく白金触媒等を用いていると思いますが、それでは水素分子は水素原子に解離されるのみで、
水素イオンにはならないのでは?
2.最終段階で酸素を流して水にしていますが、酸素を流さずにいればまた水素イオンと電子がくっつき、
元の水素分子に戻り、再利用できるのではないのでしょうか?
文系DQNに、FCの理解は無理だから。
察するに,文系DQNというか電気化学はおろか熱力学も全く知らない触媒屋??
熱力学は一応やったことがあるという前提でてきとーにレスしてみると,
>>366 は単極の反応しか見てないが,燃料電池がエネルギーを取り出せる
のは,2H2+O2→2H2Oという全体の反応の僭<0であるからに他ならない.
1.はそういうわけで電子も抜き取られる.
2.の質問は,かたっぽで水素酸化してかたっぽで水素発生させたら?という
ことだから,全体の反応としては何も起こってないことになり僭=0で全く
エネルギーは取り出せない.実際に反応を進行させるには過電圧の分だけ
エネルギーが必要になるのでむしろ電気分解.
全体の反応もそうだが、素反応で見ても
G(水素原子2個)−G(水素)>0だろ。
自発的には、進まないってこった。
>>366 は、学歴と会社名晒しとけよ。
これは命令だ。
370 :
あるケミストさん :05/01/14 23:47:25
2の質問をしてる
>>366 にGとか言っても絶対にわからない希ガス
>>361 膜はJSRが出してる特許見てみれば想像つくよ。
遅レススマソ
もう少し噛み砕いてみると、 1. 原子になるより、イオン+電子の方がエネルギー的に安定だから。 物質は常に安定な構造を取ろうと変化しています。 2. エネルギーを利用できる段階は水素+酸素→水の部分です。 この反応がないとエネルギー利用どころか更なるエネルギーが必要という 意味不明な装置になってしまいます。
373 :
366 :05/01/16 01:18:10
みなさんありがとうございます!
熱力学とかは大学で習いましたが専門というほどではなく、またテストは全てカンニングで通ってきた人間なので若干理解してないところもあるとは思います。
>>368 >>369 くわしくはいえないですが、某国立大学大学生です。専門は違う分野なため、あまり化学系の話はわからないです。
が、確かにエネルギーの話ではおかしいなとは思っていました。最終的に水素分子が回収できたら恐ろしいことであるというのは理解していました。
全体の系で考えると確かになりたつはずがないのですが、別個に考えてみるとおかしいなと。
G(水素原子2個)−G(水素)>0 で自発的には進まないってことは、水素分子の方が水素原子よりも不安定ってこと?んなあほな。
<<368 白金でイオンにまで分解されるのはそうなんだと言われればそうかもしれないけど、白金触媒水素ガスセンサーでは水素は分子までしか解離されない
っていう説が一般的なんですよ。自分はそっちから入ったからおかしいなって思ったんです。こっちが間違いなのかな?
374 :
あるケミストさん :05/01/16 02:29:31
察するに、痴呆国立DQN機械系?
もう少しつきあってみよう
>>373 >水素分子の方が水素原子よりも不安定ってこと?
逆.
>>369 は水素原子2個より水素分子1個の方が安定って言ってる.
>白金触媒水素ガスセンサーでは水素は分子までしか解離されない
っていう説が一般的
「分子まで」を「原子まで」の言い間違いと解釈してレスしてみる.
水素分子をを2H+に酸化することを,全部が全部白金触媒のおかげと
思ってはいけない.電子を抜き取る過程はしかるべき電位差が生じている
から起こるのであって,白金は補助的に水素分子の吸着〜解離の素反応
の速度を上げているに過ぎない.
恐らく
>>366 のリンク先の
“水素は電極中の触媒の働きで、電子を切り離して水素イオンになります”
の一文を読んで早合点したんだろうがな.
とりあえず基礎的な化学の知識が足りないから,興味あるんならもちっと
物理化学とか熱力学の教科書読んだ方がいいよ.
376 :
あるケミストさん :05/01/16 21:03:27
通はパラジウム現受け。あたりまえ。貴金属屋の宝飾品じゃ無くインゴット丸ごとを 直で受け取ってこそ通!都内の指定倉庫行った。マジ行った。某有名貴金属店の従業員が引っ切り無しに 動いてる。満を持して1枚分の証券渡した。バイトの兄ちゃん笑ってる。超笑ってる。 だが超スムース。インゴット選別させてくれんの。超優しい。2日前の便で到着したてのインゴット。 ヤバイ見ただけじゃわかんねえ(w バイト君が銀のインゴット出してきても多分わかんねえ(爆 一枚分超重い。果てしなく重い。個人でやるもんじゃねぇ(超爆笑 でも金より軽いらしいな? 知り合いの九一色村の倉庫へ。警備も手薄な零細倉庫に個人のパラジウムが場所とってやがんのw マジやばい。てかパラジウム基地害。略ってパラキチだから超嬉しい。とりあえず電気かけまくり。 溶かしまくり。メッキしまくり。設備に取り付けまくり。薬品入れまくり。化学反応し過ぎ。 一袋担いで倉庫の天井裏の髭ジジイに分けてんの。超〜苦しそう(w 倉庫番のお兄さんたち怒った。替え玉用意しないと信者どもに示しがつかんとか言ってるよ。 超わけわかんねえw ったく、ふざくぁwせdrftgyふじこlp;@:「」 ・・・ あれ?なんで俺の顔こんなにデカくなって髪の毛ボッサボサで髭モジャになってんだ?
377 :
あるケミストさん :05/01/17 15:06:46
もまいら水素原子の電子がどこでどのように剥ぎ取られるのか知ってんのか・・・と、
>>375 で
>電子を抜き取る過程はしかるべき電位差が生じているから起こる
その電位差はどうして起こるのか・・・と、
ちょっと勉強したぐらいの知ったかぶりはやめなYO
強気に言えば説得力があるように見えるが根本的なところで逃げてるんだYO
いわゆる細木和子流
つられてみようw
>>377 おまいこそきちんと説明したいならしてろYO
俺は
>>366 にわかるようにはしょってるだけだよ.
まあおまいがもし玉虫令太先生だったら俺が悪かったです.知ったかして
ごめんなさい.
379 :
あるケミストさん :05/01/17 21:24:32
玉虫先生w 久しぶりに聞く名前だw 確かに368の説明は、トートロジーんなっててあまり説明になってないなと思ったけど、 それでも素人の赤の他人には、親切すぎるだろ。
こ れ だ か ら 電 気 化 学 厨 は (ry
382 :
あるケミストさん :05/01/18 00:14:39
知りたいことあるんですけど。 なぜ水素を燃料とする燃料電池は白金族の元素を触媒として使用してるんですか? 教えてください。
383 :
あるケミストさん :05/01/18 08:29:21
他に良いのがないから
384 :
あるケミストさん :05/01/18 12:47:39
それだけなんですか? なんか白金はこうだからとかないのですか?
知ってるけど教えない.教えてたまるか. 何年もかかったんだからな.だからもう聞くな馬鹿.
386 :
あるケミストさん :05/01/18 17:04:19
そうですか。 わかりました。
387 :
あるケミストさん :05/01/18 23:07:11
白金が持つ自由電子が、乖離した水素原子と金属結合しているんじゃなかった?原子半径による親和性が良かったと思ったが。 そこに酸素が来ると、反応して電子を放すことにより、電流が発生すると認識しているが。
388 :
あるケミストさん :05/01/19 02:42:47
そうなんですか。 ありがとうございました。
389 :
あるケミストさん :05/01/19 08:05:19
燃料電池は固体酸化物型の勝ち Zirconia ceramicsですよ。
390 :
あるケミストさん :05/01/19 20:52:17
用途が違う。
391 :
あるケミストさん :05/01/20 13:28:24
精工技研がセパの量産において低価格化を実現したらしいけど 価格においてセパレーターが燃料電池に占める割合って大きいの ですか?精工によるとA4サイズで従来1枚1万円のものを千円に したとのこと・・自動車だと1台1000枚弱使うと今のところ 聞いていましたので随分なコストダウンだと思ったのですが コストにおいて他の要因の方が大きいものってあるのでしょうか?
>>389 SOが良いのは認めるが、
モバイルに積むわけにはいかんしなw
適材適所でしょ。
393 :
あるケミストさん :05/01/26 01:04:43
熱機関の効率曲線とSOFCの効率曲線は1000度付近でクロスするからね。 SOFCも低温作動してくれないとメリット的に苦しい。
まぁまぁ
多分、モバイル用ぢゃ,確かに【SO】は難しいかも 低温ぢゃ,SO】動かないものね。 米国の「西に家」が良い所まで開発したけれど....最近は音沙汰無し 冷房が使える温水が取れる所は,【SO】が有利.コストもそれなり良い 只,一度動かすと【SO】は,割れやすいかも? 歩留まりも考えると今の技術じゃ駄目だし。 【PA】も頑張っているが,今は【PE】....いつまで続くか...その向こうに【SO】が有るんでないのかな? 文中 【PA】「リン酸形燃料電池」 【PE】「固体高分子形燃料電池」 【SO】「固体電解質形燃料電池」
396 :
あるケミストさん :05/01/28 23:53:32
燃料電池で渡辺って有名?
やまなしの?先生ですか?
はっきり言って「渡辺先生」=「有名」です。最近研究成果出ていないような?
399 :
あるケミストさん :05/01/29 00:02:08
他に、誰先生のとこが熱い?
いやぁ....仙台にある大学,とか。最近は愛知県の技術大学とかの先生が 頑張ってる見たいですけれども...「誰先生」とは,解りませんね
一時期、膜の研究は凄かったね。特にCO被毒に耐える,貴金属以外の膜というか MEA(燃料電池用電極)開発とか?
403 :
あるケミストさん :05/01/29 00:43:04
>>397 そうです。やっぱ有名なんですか・・・。
404 :
あるケミストさん :05/01/29 11:20:29
セパレータにおいてコスト以外ではあまり特性に影響は ないのですか?カーボンだと素人目には割れそうな気が するし・・そんなに難しいものなのですか?
よく割れるらしいけれど、最近はカーボンに樹脂を混ぜて多少曲げ強さを上げている。 コストも、安いしね。金型起こせば、材料費は、0.XXK円/一枚ぐらいになるのでは?
>>405 兎角、一番コストが不明瞭なのは、「板」より「膜」でしょうね。
>>404 セパレータに要求される特性として、まずシステム性能に直接関係するのが、
・導電性
・(電極材との)接触抵抗の低さ
耐久性に関わってくるのが、
・耐蝕性
・機械的強度
使用目的から当然要求されるのが、
・ガス不透過性
・撥水性
コストに関わってくるのが、
・加工性
・材料コスト
自動車用、可搬用などでは、
・重量
も重要。(強度が高いと薄くできて軽くなると言うのもある。)
また、自動車用と定置用では、当然ながら優先順位も違う。
(自動車用ではコストと重量優先、定置用では性能と耐久性優先、等。)
けっこう難しい。
407さんが書いている通りですね。補足 セパレータ(板) 407さんが書いていらっしゃる「セパレータに要求される特性」は定置用では?です。 あくまでも燃料電池そのものの性能では導電性と電極との接触抵抗の低さなのですが 定置用(家庭用か)では、「接触抵抗」=「発熱」となり、それなりに総合的な効率には寄与 しています。(ただ,多数の板を並べて使う,と言うか並べて使わざるを得ない燃料電池では 締め付け圧力,板や膜,電極の表面精度,)を在る抵抗値にコントロールするのが困難な用です。 これはあくまでも,定置用であって,自動車用は別です。「熱」なんて基本的に必要なしなのですから。 補足ですが,自動車用の耐久性は,せいぜい10,000万キロ,その自動車が30km/hで走り続けた場合、 3333時間持てば良いのですが,定置用は,何万時間も持たないといけない。 逆に、起動性・熱サイクルによる寿命は自動車のほうが求められるが,定置用はそこまでは あればいいが,最優先には問われない。
「ぶ」タソすげーぜ藻前
>>409 ありがとうございます。新聞・報道・文献の受け売りです(笑)
> 補足ですが,自動車用の耐久性は,せいぜい10,000万キロ,その自動車が30km/hで走り続けた場合、 10,000万キロ→10万キロの間違いでした。謹んで訂正のお詫び申し上げます。 以上
>>408 >定置用(家庭用か)では、「接触抵抗」=「発熱」となり、それなりに総合的な
>効率には寄与しています。
接触抵抗に起因する発熱量の増加よりも、発電電力のロスの方が
大きいので、定置用でもやはり接触抵抗は小さい方が良い。
というか、バルクの抵抗(導電性)と接触抵抗はどちらもオーム損の
原因なので、一方が小さい方が良いのに他方は大きい方が良い、
なんてことはない。
>>412 そうか。
>>401 を読んでなんかメチャクチャなこと書いてるなぁと思ったので。
まぁ、がんばってくれ。
現在100W級燃料電池(システム込み)ってどのくらいのお値段(材料費+補助装置の価格)?
416 :
教えて教えて :05/01/31 19:35:56
燃料電池って、どれくらいの電圧、電力まで出力できるのですか? 例えば、家庭用や自動車ってどれくらい?
417 :
Rkky ◆SyYYorVWpk :05/01/31 19:38:45
燃料電池が実現したら誰が一番喜ぶのかな?
418 :
あるケミストさん :05/01/31 21:51:18
燃料電池が水素なら寒冷地では困ってしまいます。 こまった
>>416 電流は数百mA/cm^2程度で、電圧は単セルあたり0.6Vくらい。
デカい電池ほど電圧も出力も大きくなります。
燃料電池自動車のやつだと60kWとか90kWとか、いろいろ。
>>405 カーボン樹脂は「流れ」が悪すぎて射出形成できません。
かといって樹脂を入れすぎると導電性が悪くなって使い物にならなくなる。
なんかいい材料ないかい?
421 :
あるケミストさん :05/02/01 07:47:14
フッ素ゴムを混ぜたら材料の流れがよくなるかな? 車載用なら割れにもいいかもしれないし
422 :
あるケミストさん :05/02/01 12:22:38
>>420 私が質問させて頂いて申し訳ないのですが
直圧プレスだと駄目なのですか?
生産性が悪いからでしょうか・・
現在日本の車載用セパレータのメーカーは
プレスですか?インジェクションですか?
423 :
あるケミストさん :05/02/02 00:04:17
>>417 儲けるのは、ガス会社→お客さん→メーカか?
>>413 多分、C.SA(セルスタックアッセンブリー)だと、確かに正論。しかし
>>424 >
>>413 > 多分、C.SA(セルスタックアッセンブリー)だと、確かに正論。しかし ....
自レスです。
家庭における熱電比率、車における熱電比率の関係で
コストと性能の分岐点が有るように思う。
熱が欲しい家庭 =コスト重視で熱が欲しい(電圧向上の接触抵抗低減なんてコストアップでヤダ)
電気が欲しい家庭=C.S.Aの性能をアップさせるべきでしょう。(板間の接触抵抗アップが本命)か?
↑自動車用
#タダ、家庭によって熱電比率が異常に違うと言うのも事実との報告もありますし
#将来「ガスエンジン」の熱電比率が家庭用に最適との報告もありますし
#自動車用では?....CSAの性能アップ命でしょう。
でも、ガスエンジンの「熱=20%」+電気「70%」=総合90% :但し 部分負荷無しと
燃料電池 の「熱=30%」+電気「30%」=総合80% :但し 部分負荷有りと
接触性能も含め,CSAの性能とコストと電熱比率が、自動車用や家庭用の鍵を握っていると思いますが。
>>422 射出やプレスで作れるカーボン樹脂セパレーターは各社こぞって開発中。
今のところコストより性能なので、出回ってる量としては切削加工品のほうが多いのでは?
>>425 オーム損は電池反応の足を引っ張る文字通りの「抵抗」。
抵抗が大きいと、同じ条件で一定時間内に反応する水素や燃料が少なくなる。
熱だろうが電気だろうが生成するエネルギーは反応した物質の量に比例する。
接触抵抗を抑えるコストをケチった結果、より大きな電池が必要ということになったら、
それでもメリットなんてあるのかなぁ?
>>425 やはり何か大きな勘違いをしているように思う。
まず、接触抵抗は熱電比がどうこうといった問題ではなく単なるロス。
小さいに越したことはない。
(燃料電池で利用される熱のほとんどは電極反応(活性化過電圧や
拡散過電圧等)によるもので、オーム損によるものではない。)
仮に、発電電力のうちで100Wが接触抵抗によりロスしたとすると、その
うち有効な熱として取り出せるのは数割も無いだろう。
しかも、従来機器との比較(給湯器効率78%、火力発電所の発電効率
36.6%)でいえば、熱よりも電気の方が2倍以上の価値がある。
熱電比や発電効率は、セルスタックの積層枚数および発電条件で
ある程度対応可能。
例えば同じスタックでも、高電位(低電流密度)で発電すれば高効率、
低電位(高電流密度)で発電すれば高出力。
自動車用のスタック(数十kW以上)は、定置用スタック(1kW程度)の
数十倍もの大きさは必要がないことからも分かると思う。
429 :
あるケミストさん :05/02/08 21:50:01
すんまへん。まったくの素人&場違いな質問 許してくだっさい。 これからのエネルギーの主役は燃料電池と信じて疑わないものです。 で、燃料電池関連で株の投資をしたいと考えておるわけですが、 日本の会社で開発が他より一歩先んじていて、将来中心的なサプライヤーになりそう と思われるところってありますか? 教えてエロヰ人たち
マジレスすると篠原重工
日本化薬
432 :
あるケミストさん :05/02/09 00:25:12
マジレスすると田中化研 既に株価4倍になってるけど 更に倍までは高値安定っぽいよ
>432 田中化研て水酸化ニッケルとかで有名なとこだったと思うけど、 燃料電池関係の材料も手をつけ始めたの?
434 :
あるケミストさん :05/02/12 20:38:42
カーボンセパレータのメーカーって東海カーボンや日清紡績 以外では何処が作っているのですか?
素人の質問ですがお許しください。 燃料電池は大きく5種類に分かれると聞きましたが、それぞれにおいて、 水素、酸素の温度はどうなっているのでしょうか。 また、「発電の効率がよい」と見たのですが、相対的にどうなのでしょうか。
436 :
あるケミストさん :05/02/13 04:23:04
>433 燃料電池自体はノータッチ でもね・・・
>436 SOFC関係? LIB関係の材料の原料なら知ってるんだけど
439 :
あるケミストさん :05/02/13 14:07:14
>>426 実際車載用は一台で800枚くらい必要でしょ。
切削では中々おっつかないですよ。
日清紡も東海もバンバンプレスで作って納入してるでしょ。
でももっと他にもあると思う。
440 :
あるケミストさん :05/02/15 18:51:04
CFRPでセパレータって作れないんですか?
441 :
あるケミストさん :05/02/15 21:04:31
CFRPっていうより、CNTとかCNFを樹脂に混ぜるのを開発してるんじゃないか? 招電あたりが。漏れは素人でつが。
私は水素エネルギーを確実に安全なタンクに収めるのは不可能と考えています コストなどを考えるとより不可能に感じるのですが?
444 :
あるケミストさん :05/02/17 22:36:48
生物と同じ仕組み使ってエネルギー取り出す電池って研究されてんの?
>>443 金属結晶のすきまに水素を閉じこめる技術が
研究されてなかったっけ?
446 :
あるケミストさん :05/02/18 22:42:48
>>445 ありがとうございます。水素の安定した温度やタンク内の圧力に耐える事が出来るのでしょうか?
リチュウムイオンも水と反応したら1000度になる液体をタンクに収めた。
安定な水素タンクを発明したら間違いなく生活は変わる事になりますね。
447 :
あるケミストさん :05/02/21 09:34:45
448 :
あるケミストさん :05/03/02 02:26:19
糖を使った燃料電池があります. 生物燃料電池とかBio Fuel Cellっていってますけど・・・いまいち出力が出ません
449 :
マツケン :05/03/06 12:22:39
>>439 東海カーボンってセパ作ってる?
日清紡やユニチカがHPで大々的に
謳ってるけど東海Cは水面下ですか?
450 :
名も無きマテリアル :05/03/08 13:44:45
>448 砂糖電池の事でしょ? ナノテク展に出てた。 糖尿病の人の体内に埋め込んで・・・・。
451 :
あるケミストさん :05/03/08 17:00:45
452 :
あるケミストさん :05/03/17 22:53:22
ユニチカってどの程度開発に力入れてますか?
453 :
あるケミストさん :05/03/20 23:23:38
燃料電池かあ
454 :
あるケミストさん :2005/03/24(木) 15:16:01
「燃料電池」VS「太陽電池+きゃぱすたん」どっちがつおい? 前者は触媒白金が結局ひどくしちゃうので使いすてっぽいが、 後者はさすてーなぶるな感じがそこはかとなくする。 それとも、最強はミトコンドリアな乾電池? ATP汗でプロトン取り出し?
455 :
あるケミストさん :皇紀2665/04/02(土) 00:19:42
蜜マテのSOなんかどうでしょう。 定置で。でも地震で壊れそう。
456 :
あるケミストさん :皇紀2665/04/02(土) 00:46:24
燃料電池なんか研究してるやつは馬鹿。 助成金はもらえるけどね。
こういう考えのやつって中世のヨーロッパの宗教家みたいだな。 なーんのハッテンも望めない
459 :
あるケミストさん :2005/04/03(日) 13:56:33
460 :
あるケミストさん :2005/04/03(日) 18:05:12
日清紡の営業サイテ−。燃料電池についてシロート。 459は日清紡関係者か?
営業マンはたいていシロウトだ。
462 :
あるケミストさん :2005/04/05(火) 19:56:55
463 :
あるケミストさん :2005/04/08(金) 00:07:26
ニチアスも忘れちゃ駄目よん。
464 :
あるケミストさん :2005/04/13(水) 00:48:41
素人でスマン。地震くらった時に電力途絶えてしんどい思いをしたんだが この家庭用燃料電池が普及したら停電とかなくなるのか?! DQNでスマソ。
465 :
あるケミストさん :2005/04/13(水) 00:54:51
何が起こるかわからないからなくなるとは言い切れないが、まあ大部分が停電しなくて済むはず。
466 :
あるケミストさん :2005/04/13(水) 00:56:54
あ、ただ短期間のうちに補給しないと停電(ry
467 :
DQN :2005/04/13(水) 00:59:41
>>466 ありがとう。電力会社からの電気が止まっても少しの間は電気が止まらないんだな?
ご飯が炊けたらいいんだ。もうあんな思いはごめんなんだ。
>>467 それほどの大地震だったら電池設備もろとも壊れてる可能性もあるよ
469 :
あるケミストさん :2005/04/14(木) 22:47:01
>>464 電力会社によりまする。
停電→燃料電池停止
停電→燃料電池運転維持 複電後→定常運転
470 :
あるケミストさん :2005/04/25(月) 14:45:11
燃料電池を動かすのに電気が要る。
471 :
あるケミストさん :2005/04/25(月) 21:27:24
>>470 燃料電池の発生させる電気で自己(燃料電池)の電力をまかなうことも可能。
地震→燃料電池の熱などで火災多発→大惨事
473 :
あるケミストさん :2005/05/11(水) 18:01:51
>>473 今日は特に面白い発表はなかった。
FCセミナーも今年はまたPalmspringsなので、今年は
グローブ郷シンポの方に行って来年のハワイに行きたいな。
475 :
工高生の端くれ :2005/05/12(木) 20:17:46
いきなりですみません。高校生でも作れるくらいの簡単な燃料電池の構造や 作り方を知りたいのですが・・・情報を提供していただけませんか?? 今の段階では ・水酸化カリウムを使う ・固体高分子型 を中心に考えています。せっぱ詰まり中なのでどうか一つ。
476 :
あるケミストさん :2005/05/12(木) 23:52:21
>>475 シリカウールに硫酸の3Nくらいの水溶液を染み込ませて
両極に(カーボン+テフロンパウダー+白金)を練って電極としたものを使う。
ちなみに夏休みに東工大の体験スクールに行けば作らせてくれるよ多分。
478 :
あるケミストさん :2005/05/13(金) 17:33:04
479 :
工高生の端くれ :2005/05/13(金) 19:58:25
>>476 >>477 >>478 のみなさんあざぁーっす!!!☆(≧∀≦)☆
ホント感謝です↑↑
でわ頑張って形にしたいと思います!!
もしよかったらもっと教えてください♪
ところで、台場へは誰が行くの? >474 あなた、何者?
481 :
あるケミストさん :2005/05/24(火) 20:35:16
1モルのグルコースを(自然界の光合成の逆反応で)完全に二酸化炭素と水
に転換した場合、1モルのグルコースから24モルの電子を取り出す事ができる。
電子1モル96500C(クーロン)であるから,96500×24クーロンを取り出す事
が可能である.そうなると,1Ah(1Aで1時間流したときの電気量)は
3600クーロンなので1モルのグルコースで96500×24÷3600=約643Ah。
つまり643Aを1時間取り出せる事になる。実際の電力はこのグルコース燃料極
と組み合わせる酸素極との兼ね合いで電圧が決まるので,先ほどの電気量に
取り出しうる電圧を掛け合わせれば,電力(Wh)となり、仮に0.7Vの場合、
643×0.7=約450 Whとなる。グルコースの分子量は180なのでこれを
グルコース1gあたりに換算すると2.50 Whとなる。その場合、一般家庭の
平均年間電力使用量3600 kWhは グルコース1.44トンからの発電量に相当する。
これをグルコースポリマーであるセルロースを45%含む稲藁に換算すると
稲藁3.20トンに相当する。一方、我が国の生物系廃棄物は年間3.20億トン。
これが全て稲藁と同程度のグルコースを含む場合、驚くべき事に年間
約1億世帯分の電力がグルコース燃料電池で賄える計算になる。一世帯4名
とした場合、日本の人口1億2000万人余の3倍以上が恩恵を受ける計算となる。
また、この計算はグルコースのみに限定して行われたものであるが、
グルコース量と同程度はあると推測されるキシロース等のC5糖も
電力転換可能なので、上数値の倍は電力生産が可能となる。従って、
現在の技術での実際効率は理論値の十数%程度に過ぎないとしても、
それでもやはり日本の人口1億2000万人余全員の年間家庭消費電力を賄える
計算になる。但し、生物系廃棄物の全てが稲藁と同程度の糖を含有している訳
ではなく、その点は補正が必要であるが、必要ならば雑草を刈り取って
発電に回せばよいだけなので、大きな問題にならない
http://www.akita-pu.ac.jp/bioresource/dbe/naturaleco/ueda.html
482 :
あるケミストさん :2005/06/17(金) 22:24:33
救命可!?
484 :
あるケミストさん :2005/06/27(月) 09:13:31
燃料電池なんてマトモな貯蔵法の無いエネルギーなんて化石燃料の代替としては使い物になんないよ。 だからネタ。いくつ障壁があると思ってるんだい? 燃料電池の障壁 まず殆ど無理:触媒の非白金化、被毒に強い触媒、セルの効率化、燃料の効率化 かなり大変:セルの大量生産 水素供給の障壁 まず殆ど無理:高効率水電気分解、風力発電・太陽光発電にともなう送電線建設 原子力水分解によるときのパイプライン・タンクローリー・タンク車による輸送、 大規模太陽光発電にともなう環境破壊防止 かなり大変:太陽熱水分解、原子力水分解、改良プロセスのコスト・効率の向上、 バイオマス分解 どーやってクリアすんだよ。それに以下の条件が加わる。 1-1、火力発電の電力によって水素を作る場合 ⇒化石燃料の代替に電力を利用する手段となるので、電力を直接使用したときの コストより低くなければ意味が無いので普及しない。 1-2、原子力の電力によって水素を作る場合 ⇒直接利用にコストで対抗しなければならない。 2、都市ガスから作る場合 ⇒温室効果ガスの97%が二酸化炭素なので二酸化炭素どーたらは意味が無く、 燃焼によって都市ガスを利用した場合よりコストが低くならなきゃ意味が無い。 3、バイオテクノロジーで高効率な生産が可能になる見込みが無いし、そもそも バイオテクノロジーで生成した水素から得られるエネルギーが生成に必要な エネルギーを超えるのか?同じ問題は、地面に深刻な日照障害を生じさせ 環境破壊の原因となる太陽光発電にもいえる。
485 :
あるケミストさん :2005/06/27(月) 09:40:48
>484 そんな事ねーべ。 PEFCについてだけど、 触媒の非白金化は無理かもしんないけど、使用量はだいぶ低減できる。 自動車に100g必要と言われていたが、今は15gくらいでイケる目処が立ってる。 CO被毒についてはルテニウム、モリブデンを添加でだいぶ低減できる。 セル、発電効率についてはこれら電極の性能向上と共に解決。 セルの量産は確かに大変。 水素供給の障壁ってどのタイプの燃料電池を想定しているの? コストが高いのは試験レベルだから当たり前じゃん。 化石燃料があと40年で本当に枯渇した場合、何を燃料とするか考えているから 今はコスト高と思われる燃料電池を血道をあげて開発してるんじゃないのかな? 原油も採掘、精製にコストがかかる油田を開ければもっと採掘年数は伸びるけど、その時は バレル100ドルとかになっていて、それなら燃料電池のほうが安いってなってるかもね。
486 :
あるケミストさん :2005/06/27(月) 10:39:53
>>485 まぁアレだ、燃料電池ってのはアポロのころから使ってるんだよ、アメリカは。
そのアメリカですら水素のまともな貯蔵法を開発出来てない事実を見つめような。
さらに言うと生物活動は二酸化炭素を生じさせる場合も含むし、二酸化炭素が
温室効果を生むだのなんだのいう話は、「長寿な方の75%が日本酒を飲んでる」と
いっしょで、統計マジックに過ぎん。本当は「長寿なかたの一部の飲酒してる人の
中での日本酒愛好率」をさも長寿な方のほとんどが飲んでるかのように見せかけてしまう。
二酸化炭素も同じで、温室効果ガスの3%を占める「水蒸気以外の温室効果ガス」の
さらに「人為的に発生したもの」という制限がつくので、実際に人間が出す二酸化炭素に
よっての温室効果は、温室効果そのものの400分の1とかで考慮する意味が無い。
環境ゴロと燃料高止まり大好き野郎に踊らされてるんじゃねぇよチンカス。
水素貯蔵の研究やらされてるんですが、やめたいです。 液体水素より効率のいい貯蔵法なんてあるわけねー
488 :
481 :2005/06/27(月) 10:51:31
廃木材等のバイオマスを単に不完全燃焼すれば一酸化炭素が大量かつ安価に得られる。 その一酸化炭素に水酸化カリウムを反応させさせすれば 蟻酸とカリ肥料が大量に確保できる(蟻酸ソーダ法に準じた方法)。 既存のダイレクトメタノール燃料電池は、ダイレクト蟻酸燃料電池としても 機能する。従ってコンビニやガソリンスタンドを通した蟻酸販売網を構築すると 同時に、ダイレクト蟻酸燃料電池を搭載した家電、自動車、船舶、ロボット等を 国策若しくは県策で整備させれば、バイオマスからの蟻酸だけで 日本全体の電気エネルギーが賄える方向性が開拓できる。 以上の戦略を採用すれば484氏が指摘した 各問題の半数以上がクリアできると思いますが、いかが思われますか?
489 :
481 :2005/06/27(月) 11:07:16
490 :
あるケミストさん :2005/06/27(月) 14:30:16
>>485 低減できることと、化石燃料や電気の直接利用に対抗し得るだけの、生産から
消費までの低コストを実現できることは違う。
とにかくアレだ、水素社会派は「分子が小さすぎて保存できない」とかいう
あまりに根源的なハードルをクリアしてからモノ申せと。俺はそう思う。
「技術開発でクリアできるじゃん」と軽く発言したのを材料屋が聞いたら中指おったてて
「このままケツ穴ほじくりかえすぞ」とキレだすくらいの大事件になると思ったほうがいいからな。
これに関しては。
491 :
あるケミストさん :2005/06/27(月) 14:32:24
現状では
>>486 の言うとおりに水素の効率的な貯蔵は技術的に困難なのは確かで、
もしもまともな貯蔵方法があるとすれば、何らかの権威のある賞が取れてもおかしくない。
たとえばノーベル賞とか。
とにかくアレだ、水素社会派は「分子が小さすぎて保存できない」とかいう
あまりに根源的なハードルをクリアしてからモノ申せと。俺はそう思う。
492 :
あるケミストさん :2005/06/27(月) 15:07:27
>>488-489 バイオマス収集のエネルギーコスト
不完全燃焼させるためのエネルギーコスト
蟻酸なんてヤバイブツを流通させるための社会的コスト
てかなんなんだその資料は。全然検討できないではないか。
493 :
あるケミストさん :2005/06/27(月) 15:53:57
>487、491 高圧貯蔵は?ボイルオフが殆どない(それでも2%程度のロスはあるが)アルミ−樹脂のタンクが 開発されたが。 >486 アポロじゃなくてジェミニな。
494 :
481 :2005/06/27(月) 16:54:12
>>492 コメント有難うございます。
蟻酸生産に生物系廃棄物3.2億トンを使うならば、既に収集されている
ので収集コストはかかりません。それどころか廃棄物処理法に基づく
廃棄物の引き取り料金を逆に稼ぐことが出来、それを発電経費に回せる面も出てきます。
例えば国土交通省は全国の堤防刈草を莫大な税金を毎年使って
定期的に収集し、高度焼却施設にやはり莫大な税金を払って焼却処分していますが、
その処理経費を蟻酸発電に回せるならば、発電の採算性は高まります。
同じような事は下水処理経費に関しても言え、いずれにしても廃棄物処理経費が
発電に回せる事になります。
また不完全燃焼させるための燃焼源として、バイオマスそのものを
用いれば、コストは最小限に抑える事ができるはずです。またこの方法では
バイオマスから蟻酸と同時にカリ肥料が大量に生産できますので、
肥料の販売収入そのもので蟻酸生産コストを賄う可能性も出てきます。
(石油由来の蟻酸より安価に作れるかどうかはこれから検討が必要ですが)
次に蟻酸の危険性に関しては現在主流の1つになっているメタノールよりは
低く、失明等の恐れはなく、メタノール流通にかかる社会コストよりは
小さいものと推測できます。
この方向性は現在検討が始まったばかりで、直接的な資料は皆無です。
しかし広くご意見を伺いながら一歩一歩検討を重ねていきたいと考えています。
495 :
481 :2005/06/28(火) 10:12:18
>60年くらい後には使えるようになってるさ。
原油価格が昨日1バレル60ドルを遂に越え、ハバートピークが単なるシュミレーションから
現実的な意味を持ち始めている状況を鑑みますと、エネルギーを巡る国内外の
紛争抑制のためにも1日も早い燃料電池エコノミーの到来が望まれると個人的には考えます。
水素(H2)の広義の貯蔵技術(燃料電池用)の一つの形態として、
メタノール(CH3H)と蟻酸(HCOOH)を捉える事ができますが、
このうち蟻酸は国内だけで3.2億トンも出る生物系廃棄物処理の過程で、
経済採算性が取れる形で有効生産できるのがわかっているのに使わない
のは理に適っていないのではないでしょうか?
廃木材・堤防刈草・食品廃棄物等を不完全燃焼させれば、一酸化炭素(CO)、
水素(H2)、メタン(CH3)、二酸化炭素(C02)が大量に確保できます。
http://www.mech.nias.ac.jp/biomass/sakai/about_cherry_leaves_pro.htm このうち一酸化炭素(CO)は蟻酸ソーダ法に準じた方法で水酸化カリウムを
作用させるだけで、蟻酸とカリ肥料が大量に生産できます。
(CO+KOH→HCOOK; 2HCOOK+H2SO4→2HCOOH+K2SO4)
496 :
481 :2005/06/28(火) 10:13:00
蟻酸ソーダ法は現在の蟻酸の産業的製造方法でもあり、その製造過程で 用いる一酸化炭素(CO)を原料が無料であるバイオマス燃焼ガス に変えると同時に、蟻酸と共に大量生産できる硫酸カリウムが、 カリ肥料として販売できるため、現在の石油文明の蟻酸の経済採算性より むしろ有利になると推測できます。 このうち蟻酸は、ダイレクト蟻酸燃料電池(DFAFC)の燃料として使え、このDFAFCを 家電、農業機械、自動車等に搭載すると同時に家庭に1台別途備えた上で、 コンビニやガソリンスタンドに蟻酸の販売網を構築する事によって、 全家庭の消費電力をバイオマスだけで賄う事が現時点の技術だけで可能となります。
497 :
481 :2005/06/28(火) 10:13:34
DFAFCはテキオン社の製品が販売直前になっていますが、日本においても
長崎大学の相樂隆正助教授
http://www.teet.or.jp/h15/06_3.htmlから研究レポートが 出されています。また驚いた事に市販のダイレクトメタノール燃料電池(DMFC)に
蟻酸を作用させてもメタノールと変わらない電力生産が出来る事も確認できています。
原理は金属空気電池で特異性の高い酵素等は使っていないのでCH3OHと
HCOOHではむしろC−H結合の少ない蟻酸の方が有利に働いているのかもしれません。
なお現在、家電化が進んでいるメタノール燃料電池の最大の問題点は家庭でメタノールを
子供が誤飲すると失明につながる危険ですが蟻酸は其の点より安全です。
またこの方法でバイオマスの不完全燃焼ガスから一酸化炭素を除けば、残ったガスである
水素(H2)、メタン(CH3)、二酸化炭素(C02)のうち前者2つは水素燃料電池の燃料に
活用できます(但しメタンは改質器が必要)。残りは二酸化炭素ですが循環的な光合成
促進のために野外放出してもカーボンニュートラルとなり京都議定書批准にはむしろ有利になります。
この蟻酸燃料電池と水素燃料電池の双方を基盤としたこの方向性で進めた場合、
バイオマスから残渣はほとんどでず、既に確立された既存技術の組み合わせである以上、
非常に実現性が高い形で燃料電池エコノミーを実社会導入する事が可能となります。
498 :
アルエン :2005/06/29(水) 00:01:13
初心者です。 え〜ここに書かれているほとんどの内容を ほとんど知らないスカポンタンです。 素朴な疑問なのですが・・・ メリケンに出来なくて日本に出来るのでしょうか??
499 :
あるケミストさん :2005/06/29(水) 11:30:13
>494 蟻酸ってなーに? アリが出すのかぁ?
500 :
あるケミストさん :2005/06/29(水) 23:03:31
甘い膳添いレ=蟻酸 わかりますか? わかった人は、35才以上かな? 学部で、「ドイツ語で輪講」という講義がどの大学でもありましたな。懐かしい。 〜497の方へ:卓見です。勉強になります。以前、お会いしてお話したことありますよね? たぶん。 私です、私。(オレオレではありませんからご安心下さい)。 正直、熱力学的なエナジェティクスがあったら説得力ありますね。 計算例はあるんですか? また、輸送・貯蔵も、蟻酸自身がより安全というより、酸なので、もっといい案がありそうですよね。 それはたぶん、○秘かと思いますが。。。。WW いずれにしても、知的財産が絡む話かも知れないので、ここでは詳細は非キボンで。
501 :
481 :2005/06/30(木) 19:58:08
502 :
481 :2005/06/30(木) 19:58:49
このトヨタ自動車の有機系廃棄物を不完全燃焼する燃料電池の特徴は 水素ガスのみを活用し、一酸化炭素を利用しない事。それに対し、私共が提案している システムではこのトヨタシステムに更に一酸化炭素利用システム(すなわち蟻酸システム) を併設する形となります。其の点、トヨタシステムを更に進化させた形と解釈できます。 其の場合(すなわち一酸化炭素を活用した場合)、上で示した効率で発電が出来ると 同時に有機系廃棄物の重量比の約7割が蟻酸となります。生物系廃棄物3.2億トンの 7割である2.2億トンの蟻酸(とカリ肥料、石膏等)が生産できる事になるかと思います。 (バイオ蟻酸-DFAFC法は三菱重工&農水省を中心に行われているバイオメタノール法 と比較すると、バイオマスガス中の水素ガスをMCFC発電用に残せる点が圧倒的に有利 となります)。 なお気体である水素ガスのみでは移動機械や携帯家電等では使いにくく、蟻酸若しくは メタノールがそういった目的には適していますが、蟻酸はメタノールより電流密度が高い事 をイリノイ大のリチャード・マゼル教授は指摘しています(J.Power.Sour.130,2004,8-14)。 そのように考えれば、事業所、工場、家庭では発電にバイオマス及び可燃性廃棄物 由来の水素を用い、自動車、携帯電話、ノートPC、軍事などでは蟻酸(弱酸)を 安全面(網膜等)に気をつけた上で使うのが有利かと考えるのですが、いかがでしょうか?
503 :
481 :2005/06/30(木) 22:09:40
トヨタ自動車が採用した今回の有機廃棄物燃焼ガス活用MCFCシステムは、
水素だけでなく一酸化炭素も燃料として利用可能で
http://criepi.denken.or.jp/jp/energy/substance/09.pdf 有機廃棄物からのこれだけの高発電効率は一酸化炭素からも来ていたという事ならば
バイオマス電力転換システムとして骨格は完成されていると改めて認識しました。
バイオマスの電力転換という面では水素発酵、メタン発酵、グルコース燃料電池は、
もはや有機廃棄物燃焼ガス活用MCFCシステムに太刀打ちできないような
印象を深めています。
ただやはり車両、船舶などの移動機関や携帯電話、ノートPC等の携帯家電は
持ち運びに不便な水素ガスでは対応しにくく、別のエネルギー媒体が必要。
その際にメタノールよりも電流密度が良好な「バイオマス蟻酸−DFAFC法」を
活用する方向性の重要性は今後高まる事はあっても小さくなる事はないと考えています。
今後のバイオマス燃料電池発電の方向性は
@有機廃棄物燃焼ガス活用MCFCシステムの小型化、
A車両など移動機関、携帯家電用の高電流密度システムの整備(DFAFC、DMFC)
Bバイオマス燃料電池発電系を活用したカドミ汚染等の土壌浄化(植物環境修復)
の3点が更に重要になってくると考えて宜しいでしょうか。
504 :
あるケミストさん :2005/07/01(金) 11:23:28
MCFCってさ温度の問題があるから、利用分野は限られるんじゃね? バイオマスを使ったMCFCの効率はSOFCと比較してどうなの?
505 :
481 :2005/07/01(金) 19:19:26
>>504 これでいかがでしょうか??
【国家全体の電力を可燃性廃棄物&バイオマスのみで賄う国家戦略】
各自治体の焼却装置において可燃性廃棄物&バイオマス(3.2億トン)
を不完全燃焼させ、H2ガス、COガス、CO2ガス、CH4混合ガス生成
↓ ↓
一酸化炭素、水素 一酸化炭素除去
↓ (Cu−Zn触媒、Pt触媒、酢酸ソーダ法等) ↓
その場でMCFC ↓ ↓
(COを燃料化できるのは 水素ガス(およびCO2等) 蟻酸
MCFCのみ) ↓ (及びカリ肥料&石膏等)
都市ガス管網を通して ↓
都市の全家庭・事業所に供給 DFAFC搭載車両、船舶
↓ ポータブル家電・過疎部電力等
各家庭・事業所のPEFC水素燃料電池 (DMFC以上の出力)
(COが含まれているとMCFC以外では
触媒劣化を来たし使えない)
↓
家庭・事業所内のオール電化製品
506 :
481 :2005/07/01(金) 19:34:56
修正: 【国家全体の電力を可燃性廃棄物&バイオマスのみで賄う戦略】 各自治体の焼却装置において可燃性廃棄物&バイオマス(3.2億トン) を不完全燃焼させ、H2ガス、COガス、CO2ガス、CH4混合ガス生成 ↓ ↓ 一酸化炭素、水素 一酸化炭素除去 ↓ (Cu−Zn触媒、Pt触媒、蟻酸ソーダ法等) その場でMCFC ↓ ↓ (COを燃料化できるのは 水素ガス(およびCO2等) 蟻酸 MCFCのみ) ↓ (及びカリ肥料&石膏等) 都市ガス管網を通して ↓ 都市の全家庭・事業所に供給 DFAFC搭載車両、船舶 ↓ ポータブル家電・過疎部電力等 各家庭・事業所のPEFC水素燃料電池 (DMFC以上の出力) (COが含まれているとMCFC以外では 触媒劣化を来たし使えない) ↓ 家庭・事業所内のオール電化製品
508 :
あるケミストさん :2005/07/01(金) 21:51:21
>>485 >自動車に100g必要と言われていたが、今は15gくらいでイケる目処が立ってる。
まじで?
俺の会社は某自動車メーカーの電極作っているけど
白金担持量を聞いて失笑したけど。
あの量は担持とは言ってはいかんよ。
>CO被毒についてはルテニウム、モリブデンを添加でだいぶ低減できる。
ルテニウムって用途が少ないからコストは安いけど
採掘量は少ないんだよなー。白金の1/10程度なはず。
509 :
481 :2005/07/02(土) 15:38:22
1.実測値及び化学式に基づく議論と撹乱目的の偽議論とを峻別するには 一定水準の化学、生物学の素養が必要となり、こういった不特定多数 を前のバイオマスエネルギー議論では一定の注意が必要になってきますが、 ジェレミー・レフキンが主張する「エネルギーの民主化」のためには 「純粋な技術論」に限定し幅広い議論を行う場がやはり必要と思います。 2.トヨタ・NEDOが愛知万博で不特定多数に公開している出力数値と 化学式から導き出した「バイオマスからの蟻酸の生産可能量」そして ダイレクト蟻酸燃料電池(DFAFC)での実測値は、何度計算しても、 『全国の有機系廃棄物(所謂、燃えるゴミ)のみで日本全体の電力が 賄える数値』となります(間違っていたらお教えください)。電力市場が国内 だけで15兆円、有機系廃棄物処理市場は2兆円である事を考えると、 少なくとも10兆円水準の経済波及効果・雇用創出効果がある可能性が 考えられると同時に、CO2排出量を大幅抑制するためにも、そして エネルギー問題を遠因とする多くの紛争や混乱を低減できる社会を 形成するためにも、ルナックスOSの発展様式を参考に 「電力&有機廃棄物活用OS」を不特定多数によって 進化させていく必要があると考えています。
510 :
481 :2005/07/02(土) 15:38:48
3.溶融炭酸塩型燃料電池(MCFC)は白金触媒が必要でない事を考えれば、 トヨタ・NEDO方式で全国のごみ焼却場を其の地域の発電ステーションにする 方向性は白金資源には影響を与えない点は有利になるかと思います。 全国のごみ焼却場で毎日、大量の一酸化炭素が発生している事、そして 水蒸気と空気をガス化剤とすれば更に多くのCOとH2ガスが得られる事は 共に事実であり、MCFCがそれを電力転換可能である事が明らかならば 活用しない理由はないのではないでしょうか? 4.またこのゴミ焼却ガスから一酸化炭素を蟻酸ソーダ法(や白金触媒)等で 除去しさえすれば、都市ガス配管網を使って都市の全家庭に配給可能であり、 其の上で各家庭に固体高分子型燃料電池(PEFC)を設置するならば、 現在の経済システム内でも減価償却が採算に乗る形で全家庭の全電力を 各地域のごみ焼却ガスのみで賄えるはずです。
511 :
481 :2005/07/02(土) 15:39:09
5.そうすれば循環型社会形成が極めて高度に進むようになり、かつ石油を石油でないと できない用途にのみ限定して使えるようになりますので、後半世紀と言われている石油 を何世紀にもわたって節約して利用可能になるはずです。また一時期急騰した 原油先物市場も本技術体系の検討で価格急騰を抑制できる可能性も出てきます。 また火力発電所の建設がこのまま国内外で進めば冷却水に用いている河川水等の 水質悪化が進行する事が懸念されていますが、その水質悪化も抑制できます。 原子力も然り。原子力でないとできない用途も多いので、其の範囲の利用に 限定できれば、資源エネルギー庁が問題としている高レベル放射性廃棄物処理 の問題が大幅に軽減できます。 6.以上いずれにせよ公共利益及び国益の双方に大きく合致してきます。 エネルギー&廃棄物処理に関する資源循環「特区」を各自治体が申請し、 各県で試験プラントを稼動させる事を検討する時期に来ているのではないでしょうか?
512 :
481 :2005/07/02(土) 20:40:50
513 :
481 :2005/07/02(土) 20:41:31
514 :
481 :2005/07/02(土) 20:42:51
515 :
481 :2005/07/02(土) 20:43:30
従ってバイオメタノール法では消費するバイオマス由来の水素ガスを
燃料電池発電に回せる点が有利となる。またバイオメタノール法での高温高圧条件
よりも半分程度は低い反応条件で合成可能であり、其の分、生産過程での
エネルギー消費が少なく装置が比較的小さく安価ですむ点も有利となる。また
反応に用いるKOH等はカリ肥料や石膏等として回収可能でありそれ自体が
また市場で商品になりうる。また従来の蟻酸製造方法も同じ反応を使うので
http://www.nwcc.bc.ca/students/course_materials/jkrisinger/231_20.ppt バイオマス由来の一酸化炭素を使う分だけ従来の製造方法より安価に合成が
出来る点もバイオメタノール法より有利となる。其の上で蟻酸はメタノールよりも
高電流密度を示し出力がより高いという報告がある(J.Power.Sour.130,2004,8-14)。
また、この蟻酸ソーダ法を用いて蟻酸を生産する過程で、
家庭用発電システムで既に市場導入されている固体高分子型燃料電池(PEFC)
http://panasonic.co.jp/appliance/FC/fc_1_003.html の触媒機能を阻害する一酸化炭素を除去できるので、残りのガスを
家庭用発電に回す事も可能となる。
以上の諸条件を総合的に考えればバイオ蟻酸はバイオメタノールよりも
圧倒的に有利であり、今後はバイオマス蟻酸を今までより重要視した
政策立案及び製品開発が望まれるのではないだろうか。
516 :
481 :2005/07/04(月) 13:14:52
517 :
481 :2005/07/04(月) 13:15:45
なおバイオメタノールの場合、バイオマス重量の約50%がメタノールに 変換されるが、同じモル数の一酸化炭素を反応母体とする蟻酸の場合は メタノールより分子量が4割程大きいので、バイオマス重量の7割が蟻酸となる。 よって生物系廃棄物3.2億トンの7割、約2.2億トンが蟻酸転換可能である。 そして本方法で一酸化炭素を除き水素ガスを主成分としたバイオマス燃焼ガスは、 既存の都市ガス配管網を使って家庭用・事業所燃料電池PEFCに配給すれば、 事実上日本全体の発電量を賄える。 現在のDFAFCの能力では、一家庭(4名)一日当たりの必要電力10kWh を賄うのに必要な蟻酸量は、僅か10Lの水準にまで既に到達している。 現在でも寒冷地の家庭ではガソリンスタンド等の宅配網を通して 灯油を一家庭一日10L程度は使っている事を考えれば、 一日10Lの蟻酸配給網は既に実用水準に到達していると考えられる。 蟻酸はメタノールや灯油と比べ「引火性がない」という点では安全であるが、 其の一方、網膜障害を起こす欠点を併せ持つが、其の点はメタノールも同じである。 そのように考えれば、メタノールベースの燃料電池政策を採用するより むしろ有利であると考えられよう。
518 :
481 :2005/07/05(火) 09:14:21
燃料電池活用戦略についてこの場を借りて書かしていただいた事が 正しければ、日本(及び諸外国)のエネルギー事情と財政事情 そして廃棄物処理事情更には地方自治は劇的に好転します。 また持続可能なエネルギー技術普及は「地球レベルでの平和維持」 にも良い方向で影響するはずです。 この考え方や計算方法で本当に問題ないか、どなたかご意見を いただけないでしょうか?万博MCFCデータをはじめ私が計算に用いた根拠は 全て公表されたものであり国家機密ではないはずです。 既に確立された技術の公表データを幾つか積み重ね有機的に結合させると (その有機的結合自体が新たな価値体系を生み)日本全体の電力を 生物系廃棄物の1割程度だけで賄えるという信じられない数値が出ます。 これが事実なら(原発自体は多目的活用のため必要でしょうが) 少なくとも火力発電所、原発の「増設」は今後は全く必要なくなります。 その結果、発電所冷却水由来の水質悪化も低減できます。 クールビズなど比較にならない二酸化炭素削減効果も出てきます。 あまりにも良い事ずくめで自分でもまだ信じられません。 マスコミの科学ジャーナリズムが未だ沈黙しているのは、私の計算や思考方法が 間違っているからなのか、それとも彼らに問題があるのか・・・・・私には勘違いも 多いので、もし間違っていたらお教えいただけないでしょうか?
519 :
あるケミストさん :2005/07/05(火) 11:02:23
>>518 481さんへ:詳細をありがとうございます。勉強になります。
一度、寄せ集めて読ませて頂きたく、しばらく時間を下さい。
「バイオマス」という言葉がここの所やたら出てきているが、 あちこちの環境屋が言う全ての事にバイオマスを用いていたら、 アッという間にバイオマスが枯渇してしまうこともお忘れなく。 あくまで、世の中のバイオマス、それも回収されない森林の枝落としのような物まで含め、 それを全てあることに回せば、その分野では比較的十分な量の代替エネルギーが得られる、 という程度の代物でしかない。 バイオマスの議論も、一歩引いたところで眺めるくらいが丁度いい。
521 :
481 :2005/07/06(水) 12:28:57
>アッという間にバイオマスが枯渇してしまうこともお忘れなく。
貴重なコメントをいただき感謝します。ご指摘のバイオマス枯渇や
それに伴う生態系への悪影響は、全国で1.8億トンと言われる
可燃性廃棄物(バイオマスだけでなくプラスチック等も含む)の枠内を越えて、
無制限にバイオマス活用が行われた時に初めて発生するものと推測できます。
従って、「枯渇を伴わず持続的に活用できるバイオマス利用可能量」を
複数の科学的手法で定量的に割り出して、その枠内のみでバイオマス活用・管理
できるならば、貴方様のご懸念のポイントが解消できる事になるかと思います。
より具体的に申し上げますと、文部科学省・科学技術政策研究所・
科学技術動向研究センター・科学技術動向・2001年6月号資料によりますと
http://www.nistep.go.jp/achiev/ftx/jpn/stfc/stt003j/feature1.html 家庭等から排出される一般廃棄物は、平成9年現在で、年間5120万トン
(国民一人が一日当たり約1.1kg)排出した計算になり、このうち70%の
3500万トン程が直接焼却されています。この排出量を遙かに上回るのが、
産業廃棄物であり、同じく平成9年において直接焼却される廃棄物重量は、
実に約1億8000万トンにもなります。
522 :
481 :2005/07/06(水) 12:30:06
従って、この一般廃棄物、産業廃棄物合わせて計2億1千万トンの
可燃性廃棄物に関しては、ご指摘のバイオマス枯渇や生態系破壊を
全く考える必要がなく、それどころか逆に廃棄物処理経費2兆円超を
有効利用する事につながると同時に、生態系保全(排出炭素量低減)にも
巨大な貢献が出来る事になってきます。
その上で、愛知万博で稼動している高温ガス化装置設置MCFCが出している
「12.5kWh/kgゴミ」(すなわち12.5MWh/t ゴミ)という公表データを
眺めますと、全国のごみ焼却場のインフラを活用した上で、単にこの装置を
全国自治体のごみ焼却場に併設するだけで、全国の可燃性廃棄物量
1億8000万トン × 12.5MWh/トン = 2250兆Wh
の電力生産が(理論値ではなく)現在の技術段階でも可能となり、この数値を
『わが国の10社販売電力合計 824兆Wh(2001年)
出典:電機事業連合会 電力統計情
http://www.fed.or.jp/it/next/t20020819.htm 』
と比較すると、我が国の電力必要量の約3倍を示す巨大な数値となります。従って
>その分野では比較的十分な量の代替エネルギーが得られる、
>という程度の代物でしかない。
とお書きになった範囲を遥かに上回っているシュミレーション結果が得られる事と
なります。また高温ガス化装置設置MCFCシステムだけでなく、同時に
この可燃性廃棄物の不完全燃焼ガスから得られるバイオ蟻酸システムの
導入によって、自動車、船舶、家電、ロボット等が全て可燃性廃棄物のみから
電力稼動できる構造改革が可能となって参ります。
523 :
481 :2005/07/06(水) 12:30:44
私のこの単純(であるが重要)な計算がもし間違っているなら お教えいただけないでしょうか?もしこのシュミレーション数値が間違っていなければ、 国家の政策自体(エネルギー政策、財政政策、廃棄物政策、外交政策)を 良い方向性に変換する必要性が出てまいります。また国内だけでなく 国外においてもかなり大きな影響を(良い方向で)及ぼし、エネルギー集中型の 石油エコノミーグローバリゼーション社会と比較すると、世界はより平和に かつ多様社会に近づく事が期待できるのではないでしょうか。本システムの 導入によって、より紛争が少ない社会になる事を祈ります。 愛知万博で稼動している高温ガス化装置設置MCFCシステムが 国家機密ではなく、不特定多数に公表データを出している以上、 こういった議論が出てくるのは不可避だと思いますが マスコミの科学ジャーナリズムがこの重要性に気づいていないのは私から見れば 不可解であり、この場を借りてご意見を広く伺えれば有難く存じます。
「12.5kWh/kgゴミ」ってoperationに必要なエネルギーを含んでんの?
525 :
481 :2005/07/06(水) 20:12:05
>「12.5kWh/kgゴミ」ってoperationに必要なエネルギーを含んでんの?
貴重なご指摘有難うございます。実は其の点は私も
NEDOエネルギーパビリオン事務局
[email protected] に先月末から
問い合わせているところですが現時点ではお返事はいただけていません。
しかしながら、operationに必要なエネルギーのうち
@2億1千万トンのゴミ収集エネルギー
A2億1千万トンのゴミ燃焼のための助燃剤(重油等)エネルギー
B2億1千万トンのゴミ燃焼のための焼却塔運営エネルギー
の3つに関しては既存のゴミ焼却施設の運営エネルギーと共通するので
其の分は今回の政策案を稼動させるために別途新たに用意する必要は
ほとんどないものと考えています。
今回、この政策案を不特定多数に提示する上で、ダイオキシン類対策特別措置法
によって全国の自治体にここ数年で新設された高度高温焼却施設の構造を
確認したのですが、興味深い事に「助燃剤(重油等)を使って千数百度に
加熱した焼却塔の上部からゴミを落下させ、落下途中で燃焼させる点」等が
愛知万博のトヨタ・NEDO高温ガス化システムと酷似しています。
526 :
481 :2005/07/06(水) 20:13:24
従ってこの既存のゴミ焼却システムに投入する水蒸気と空気量を今までは 完全燃焼させる形でプログラムしていたのを、逆に今後は不完全燃焼させる形で 制御してやりさえすえば既存のごみ焼却システムのままで一酸化炭素ガスと 水素ガスを大量発生させてやる事が可能となるはずで、其の点、最小限の改修 で対応できると推定しています。其の上で一酸化炭素ガスと水素ガスの双方を 燃料化できる炭酸溶融塩型燃料電池(MCFC)を全国の自治体が併設し、 MCFCに必要な作動温度650度はごみ焼却熱そのものを用いてコジェネ確保 してやり、必要に応じてバイオマス蟻酸を合成してやりさえすれば、 今までのゴミ焼却場に使っていたエネルギーと大きくは変わらない範囲で 国家の必要電力量の3倍近くの2250兆Whが確保できるのではないか というのが私の今回の提案の趣旨です。 其の場合、「12.5kWh/kgゴミ」の発電operationに必要なエネルギー に関しては事実上新たにはあまり必要なくなります。従来の廃棄物処理インフラ と燃料電池発電を組み合わせると、この点が圧倒的に有利となるかと思います。 ご質問へのお答えとしては、これでいかがでしょうか?
>>481 ちょっと読んだだけですまないのですが、
燃料電池の寿命、触媒、タールやらチャーやらによる
得体の知れない物の蓄積などを考慮に入れられていますか?
混合物を綺麗にガス化するだけでも相当大変です。
例えば、いなわらなんて大量の珪素含んでますし、
ここら辺をガス化するというだけで今でも学会発表になるくらいです。
(触媒が失活してしまう。そして猛烈に高価なRhが高い活性を示す)
また燃料電池は出力密度が低いですが、
どの程度の規模で設計したらそれだけの電力が得られるのですか?
ちなみに作動温度650℃は燃料電池自身の発熱でまかなえば良いですね、多分。
それと、ごみによる発電で問題なのは、
「ごみ」なわけで結局それだけの何かを消費してきた結果な訳です。
それだけごみを出すこと自体本当はエコロジーではないんですよね。
勿論廃棄せざるを得ないものがエネルギーに転身するならそれは素晴らしいことですが。
528 :
481 :2005/07/06(水) 21:37:19
かなり専門的な貴重なご意見。感謝します。 >ごみを出すこと自体本当はエコロジーではないんですよね。 3R(Reduce, Reuse, Recycle)のうち、 ゴミ減量Reduceが最も重要である点については、貴方様はじめ 多くの識者から指摘されているようにその通りだと考えております。 >勿論廃棄せざるを得ないものがエネルギーに転身するなら >それは素晴らしいことですが。 ゴミ減量Reduceを追求した上で一定の限界が出るのが現実かと思いますが、 現実的には一定範囲で出さざるをえない可燃性廃棄物を使って 国家全体のエネルギーを賄えるシステムが、既存の技術の組み合わせだけでも 実は既に出来るのではないか、というのが今回の政策提案の趣旨です。 その他にご指摘いただいた貴重な論点へのご返信は もう少しお持ちいただけるよう願います。
529 :
481 :2005/07/06(水) 22:10:30
>燃料電池の寿命、触媒、タールやらチャーやらによる >得体の知れない物の蓄積などを考慮に入れられていますか? >混合物を綺麗にガス化するだけでも相当大変です。 ご指摘のようにガス化しやすい可燃性廃棄物と、触媒機能を悪化させやすい タールなどの得体の知れない物が出やすい可燃性廃棄物に、ある程度は 分かれる訳ですが、国家の電力消費量の3倍が確保できる可能性が指摘されている 今回の発電可能量はその選別を可能にするだけの余裕があると推定していますが 先生はいかが思われますでしょうか。 すなわち、全ての可燃性廃棄物を、無理に発電目的に使う必要はなく、 そのうち@ガス化しやすいものを3割程度、選別して使えば良く、その選択を 行う上での基礎的知見、A混合ガスからタール・チャー等を効率よく除去する ための基礎的知見は、貴方様が御所属の学会には既に 一定水準であり、一部は実用化されているのではないでしょうか?
530 :
481 :2005/07/06(水) 22:11:25
このシステムのoperation部分のコストの多くが、既存のごみ焼却施設の 維持コストで相殺できる事を考えれば、燃料電池の寿命に伴う電極等の パーツ交換&再生のためのコストが、現在の原子力発電・火力発電の維持に 必要なウラン・原油確保コスト、高レベル放射性廃棄物処理コストより 下回れば、本システムは稼動できる事になるかと思います。 ウランや原油を今後も恒常的に確保するためのコストは、政治・軍事の面まで 含めれば相当な社会コストとなっています。またそのウランや原油がこのままの 消費量が続けば資源として後半世紀程度しかもたない事が指摘されています。 そういったコストと総合的に比較しますと、今回ご指摘いただいた点は 単に技術論の水準で対応できる性格のコストですので、十分に下になるのでは ないかと推定していますが、いかが思われますでしょうか? またこういった技術的問題へ、より対応しやすくするために @高温ガス化装置付きMCFCやAダイレクト蟻酸燃料電池技術等の開発を 大幅に予算増加させて国策重点化していく必要があると思います。
531 :
481 :2005/07/06(水) 22:12:20
>燃料電池は出力密度が低いですが、 どの程度の規模で
>計したらそれだけの電力が得られるのですか?
例えば携帯電話・バイク等のダイレクトメタノール燃料電池(DMFC)の場合、
http://www.yamaguchi.net/archives/000190.html http://allabout.co.jp/auto/motorcycle/closeup/CU20040930B/ 濃度100%のメタノールを燃料としたシステムでは、体積当たりのエネルギー密度が
極めて高く,40ccのメタノール・カートリッジを使って40Whのエネルギーを稼ぎ出す
ことが既にできています。従って、一般家庭の一日必要電力量10kWhを稼ぎ出す
のに必要なカートリッジは既に10Lで良く、この程度ならばスペース的には
各家庭や各事業所に十分に設置できます。
可燃性廃棄物を不完全燃焼させて得られる一酸化炭素ガスに
蟻酸ソーダ法を適用すれば、可燃性廃棄物の重量の7割を蟻酸化でき、
この蟻酸は上のダイレクトメタノール燃料電池(DFAFC)でメタノール以上の
電流密度で稼動させる事ができる事がイリノイ大学マゼル教授によって
報告されていますので、其の一点を見ましても、ご指摘の点は一部は
既にクリアできていると言えるのではないかと考えています。
532 :
481 :2005/07/06(水) 22:13:26
またご存知のように固体高分子型燃料電池(PEFC)は既に家庭用に実用化
されており、
http://panasonic.co.jp/appliance/FC/fc_1_003.html 各家庭に必要水素量(1日1万L)を供給さえできれば、オール電化で
全ての家庭電力を賄えるだけの発電を自宅で出来るだけのスペースに既に
収まっているかと思います。ただPEFCでは一酸化炭素ガスがあれば触媒機能が
阻害されますので、このシステムでいくならば、ゴミ焼却場で発生させた不完全燃焼ガス
から一酸化炭素ガスのみを蟻酸ソーダ法で除去・蟻酸転換し、タールなどの
電極機能を阻害する有害物質をカラムなどを通してゴミ焼却場で除いてから、
残りの混合ガスを既存の都市ガス配管網インフラをそのまま代用して、
各家庭に一日2万L程度供給できるシステムを作れば、ゴミ焼却場に設置する
MCFCのみに頼らなくとも、各家庭、各事業所で小スペースで
PEFC発電が出来るだけの既存技術が既にあるのではないでしょうか。
533 :
481 :2005/07/06(水) 22:18:38
*532の補足:可燃性廃棄物の不完全燃焼ガスの4割程度が水素ガス、 2割程度が一酸化炭素ガス。よって一酸化炭素ガスのみを蟻酸ソーダ法等で ゴミ焼却場で除去し、各家庭へ1日2万リットル供給できれば そのうちの半分は水素ガスのなので、家庭のPEFCで発電可能となるはず という趣旨です(間違っていたらお教えいただけますでしょうか)。なお、 >例えば、いなわらなんて大量の珪素含んでますし、 >ここら辺をガス化するというだけで今でも学会発表になるくらいです。 >(触媒が失活してしまう。そして猛烈に高価なRhが高い活性を示す) 余談ですが、稲藁・籾殻の場合、珪素は稲の作物栄養学的に必要不可欠な 元素で、現時点では多くが鋤き込み、稲藁堆肥、焼却灰を通して農地還元 されており、今回のような目的に稲藁を用いるのは必ずしも適格ではない事が 一部で指摘されています(但しカドミ等重金属汚染土壌修復に本方法を ファイトレメディエーション・植物環境修復を通して用いる場合は別ですが・・・)。
534 :
481 :2005/07/06(水) 22:20:17
以上のように考えれば現在、既に確立されている既存技術を、有機的に (すなわち戦略的に)統合させるだけで、全国の可燃性廃棄物2億1千万トンを 「電力資源」として、日本全体の必要電力量を、「持続的に」賄えるだけの 国家戦略が既に立てられるはずではないか、という私の提案の趣旨は 崩れないのではないかと考えているのですが、これでいかがでしょうか? (ただ私には勘違いも多いので、おかしな点はどうかご教授いただければ 大変有難く存じます) 以上の方向性を通して、世界が平和にならん事を・・・・・・ LOVE&PEACE
535 :
527 :2005/07/06(水) 23:42:52
>今回の発電可能量はその選別を可能にするだけの余裕があると推定していますが ガス化しやすいであろう紙一つ取ってみても、インクや糊が乗っています。 その影響は分かりませんが、容易にガス化できるものだけで 固まっているものはかなり少ないと思います。 特に多量に廃棄されるプラスチックのガス化がかなり大変という問題も在ります。 >混合ガスからタール・チャー等を効率よく除去する 後段での除去は可能ですが、ガス化炉が死んでしまいます。 ちなみにタールやチャーを発生させないガス化をするには 多量の化学物質を用いる必要があります。 >消費量が続けば資源として後半世紀程度しかもたない事が指摘されています 触媒金属も装飾品までかき集めてもプール一杯分くらいしかありません。 卑金属触媒が貴金属に匹敵する性能が出てくれば話は変わってくるかもしれません。 ちなみにおっしゃるように石油資源は枯渇しますが、多分天然ガス資源に移行します。 こちらはあと数百年持ちますから。長いスパンで考えれば姑息な手ですが。 >濃度100%のメタノールを燃料としたシステム クロスオーバーによるエネルギーロスがどの程度あるのか気になります。 Nafion膜を使っているあたり、かなりきついと思いますけど。 ただしDMFC自体は結構普及すると思えます。携帯やノートパソコンでですが。 で私の書いた出力密度というのはW/cm^2です。 つまり電極面積あたりの発電量が凄く少ないんです。 水素-酸素でも低いと言われていて特にDMFCは低いです。
536 :
527 :2005/07/06(水) 23:43:02
・蟻酸ソーダ法 その原料を作るのにどれだけエネルギーが必要になると考えますか? >固体高分子型燃料電池(PEFC)は既に家庭用に実用化されており 高くて売れないので、確か貸しているのではなかったでしょうか? しかも東京ガスのものは100万円で貸与ですね。 製造コストはその何倍かかっているか分かったものではありません。 勿論白金資源もありません。 普及の見込みは現時点では絶望的です。 それを考えるのであれば、遥かに容易に太陽電池が全家庭に普及しているはずです。 >よって一酸化炭素ガスのみを蟻酸ソーダ法等でゴミ焼却場で除去し せめて水性シフトにしましょう。 その他細かいことを言えばきりが無いですが、 正直現時点では雲の上の話です。 だからといって諦めるということではないのですけど。
537 :
527 :2005/07/06(水) 23:56:47
ちなみに試作段階だから高価なのは当たり前ですが、 例えば車用の燃料電池が1億円以上。 これが実用的な50万円以下まで下がる可能性は限りなく0です。
538 :
527 :2005/07/07(木) 00:21:10
そういえば、燃料電池の寿命についてパスされましたけど、 理想的な状態で運転しても酸素-水素 固体高分子膜型燃料電池は 触媒の失活やNafion膜の破壊で、 一般に普及できるほどの寿命が無い。 SOFCも課題山積みだしなぁ…。
>>531 >40ccのメタノール・カートリッジを使って40Whのエネルギーを
>稼ぎ出すことが既にできています。
通常、出力密度といえば、出力÷発電装置本体の体積(または重量)
のことを言います。(単位はW/kgまたはW/L等。)
「40ccのメタノール・カートリッジ」というのは、燃料容器の体積であって、
発電装置自体の大きさではありません。
燃料電池は基本的に外部から燃料を供給するシステムなので、(ポー
タブル型等をのぞいて)燃料容器の大きさよりも発電装置本体の大きさ
の方が重要です。
また、40Whというのは電力量(電力×時間)ですから、たとえ電力が
小さくても、長い時間発電すれば40Whになります。(例えば0.1W×400
時間、等。)
したがって、電力量と装置の体積には、必ずしも相関はありません。
むしろ定格電力の方が、装置の大きさに影響します。
540 :
あるケミストさん :2005/07/07(木) 09:19:03
>537 そりゃ試作だから1億円以上するの当たり前だよ。 クルマだってライン化されているから安価にできるんだからさ。 燃料電池だって各部材がライン化すれば劇的に安くなる可能性十分あるよ。 現にセパレーターや触媒なんかそうなんだし。 >508 マジです。 MEA中の触媒を作っているT社から聞いています。
541 :
527 :2005/07/07(木) 09:25:01
>>539 >出力密度といえば、出力÷発電装置本体の体積(または重量)
そうなんですか。
電流密度というとA/cm^2なので、W/cm^2は出力密度かと思ったんですが違ったのですね。
ついでにメタノール40mlも使って40Whって、やはりというべきか少ないですね。
ギブスの自由エネルギー変化が-703kJ/molで、
40mlだと31.6gで、0.99mol。ということで僭=-690kJ。
40Wh=40*60*60J=144kJ
効率21%
これにメタノール製造の効率(800℃超の炭化水素の水蒸気改質)もかかるわけで、
燃料電池使って燃やすよりも効率が低いのは…。
542 :
527 :2005/07/07(木) 09:31:50
>>540 安くなってくれると良いんですけどね。
ただしディーゼルハイブリッドのほうが現実的だと思うんですが。
触媒の白金の原価だって、仮に15gで済んだとしても40000円ですからね。
それに15gを1億台としたら1500tです。白金枯渇しますよ…。
カソード触媒の代替候補の鉄ポルフィリンも現時点では使い物になりませんし。
ナフィオンはフッ素を使う関係で低コスト化は望めないといわれていますし。
炭化水素系の膜が成功すれば良いですけど。
543 :
527 :2005/07/07(木) 09:35:44
>>541 ちなみに21%とというのは燃料電池で取り出せる量僭基準であって、
通常の効率として僣基準にすると20%になります。
連続書き込み失礼。
544 :
481 :2005/07/07(木) 10:33:29
丁寧に1つ1つご返信いただき有難うございます。 お世話になっています先生の誠意に答えて 私側も1つ1つ返信させていただければと思います。 >・蟻酸ソーダ法 >その原料を作るのにどれだけエネルギーが必要になると考えますか? 原料は @ごみ焼却ガス中の一酸化炭素ガスと A塩基 の2つだけですが、前者の生産に必要なエネルギーの大半は、 今までのごみ焼却設備運用エネルギーで相殺できるのは前に述べたとおりです。 また後者に水酸化カルシウムを使う場合は 単に(豊富な資源である)石灰岩を焼き水に溶かすだけでよいので CaCO3 → CaO → Ca(OH)2 エネルギー投入量は最小限で賄えます。また蟻酸ソーダ法に準じて CO + Ca(OH)2 → (HCOO)2Ca の反応を進めるには単に0.6MPa、150℃程度の環境設定ですむので 其の程度ならばごみ焼却に伴い発生する蒸気圧のコジェネで 賄える範囲かと推定できます。 いずれにせよこのステップは十分に採算性がとれるのではないでしょうか?
545 :
481 :2005/07/07(木) 12:12:26
>ちなみに試作段階だから高価なのは当たり前ですが、
>例えば車用の燃料電池が1億円以上。
>これが実用的な50万円以下まで下がる可能性は限りなく0です。
『普及が進めばガソリン車並みの価格も可能』
『2010年までに耐久性や信頼性などを
普通のガソリン車と全く同じレベルにすることを目指しており、順調に進んでいる』
『燃料電池の出力を落とさずに、大きさを他社の8割程度まで小型化』
米ゼネラル・モーターズ(GM)アジア・パシフィック・ジャパン
で燃料電池車の開発を担当しているジョージ・ハンセン氏談
http://chubu.yomiuri.co.jp/news_k/ckei050628_2.htm (2005年6月28日 読売新聞)
546 :
527 :2005/07/07(木) 12:47:55
547 :
527 :2005/07/07(木) 13:38:03
>>544 そんなことをして大量の蟻酸カルシウムを作っても採算が合わないのではないでしょうか?
例えば(HCOO)2Ca→HCHO + CaCO3といった再生工程は不可欠と思います。
しかしそこまでしても水性シフト反応の効率に勝てるとはちょっと思えません。
それとも水性シフト反応を嫌う理由がございますか?
548 :
527 :2005/07/07(木) 15:23:21
>>544 ちなみに水性シフト反応では平衡の関係で微量にCOが残りますが
これはPSAで容易に取り除く技術が確立されています。
それと蟻酸ソーダ法に準じて、とされていますが
水酸化ナトリウムに比べ、水酸化カルシウムではそういった反応性は
大体大幅に低下しますが、その反応条件は消石灰で進行する条件ですか?
またその場合どの程度の反応時間が必要で転化率は如何ほどでしょうか?
549 :
481 :2005/07/07(木) 15:59:44
貴重なコメントをいただき有難うございます。すぐには対応できない事もありますが 一つ一つの論点に関し全て返信をさせていただく所存です。 まず酢酸ソーダ法における生成物の塩基(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等) の回収法ですが、意外に簡単に回収でき、何度も再利用できるかもしれません。 これに関しては、本日は確認したい事がありますので、明日、ご返信させていただき ご意見を伺えればと思います。 >例えば車用の燃料電池が1億円以上。 >これが実用的な50万円以下まで下がる可能性は限りなく0です。 >あり得ないので信じない方が賢明です。 企業の発表の場合、実際の能力より遥かに大きく発表する場合と 機密扱いが絡む場合は実際の能力より遥かに低く発表する場合とに 分かれますが、大局的に見た場合、後者の方が多いのが現状と考えています。 (もちろん個々のケースによりますが・・・)
550 :
481 :2005/07/07(木) 16:00:15
551 :
あるケミストさん :2005/07/07(木) 17:01:45 BE:46987834-###
>>550 うちの大学の教授は燃料電池ではかなり有名でトヨタと燃料電池車共同開発してるけど
10〜20年じゃ燃料電池車は普及できる価格にはならないって言ってたよ。
552 :
527 :2005/07/07(木) 17:02:02
・2010年 目標だけならいくらでも立てられます。 50年前、核融合発電は50年後に完成すると言っていました。 そして最近でも50年後に完成することになっています。 燃料電池自動車も10年くらい前の発表では既に普及が始まっている頃です。 むしろ具体的に示されている山のような課題に対して その具体的解決策が示されていない現状に置いて 2010年にはそうなっていますと言われても、噴飯物と言わざるを得ないのです。 それを実現するには 燃料電池の寿命を10倍以上にする。(ガソリン車は10年以上走ります) この中には前述した触媒失活、固体電解質膜のプロトン伝導性の破壊を含みます 単位面積当たりの発電能力を数倍に引き上げる。(まあ無理やりでかいセルを積めばなんとか) 1000atmに耐える高圧水素ボンベを作る。 それが事故時に絶対に破壊されないようにする。 さらにガソリン車波の価格にするには 白金使用量を数グラム以下とするか、容易に合成可能な非金属触媒を開発する。 ナフィオン膜に代わる安価な膜で、かつ高耐久性、高プロトン導電率を得る。 (最強のC-F結合に性能で勝る膜を作らなくてはいけない) 最初はとてつもない赤字覚悟で売り出す。 エネルギー問題への意識の低いアメリカ人にこの重要性を理解させる。 インフラを整備する。 法整備をする。 まあ挙げれば限が無いのですけど、 専門的にやっているひとなら、どれも非常に困難なことが分かると思います。 (アメリカ人に〜はともかくとして) それを解決できますと単純に言われても信じろという方が無理です。
553 :
481 :2005/07/07(木) 17:05:30
554 :
481 :2005/07/07(木) 17:06:18
555 :
481 :2005/07/07(木) 17:07:04
1日24時間のうち、起きて活動している時間帯を仮に15時間とした場合 10kWh÷15=670Whを1時間に生み出す能力がある燃料電池が 必要となります。従って670Wh×16cc/Wh=11000cc=11Lの スペースがあれば家庭用燃料電池発電をメタノール(及び蟻酸)で 全て賄える計算となります。これに燃料タンク(メタノール若しくは蟻酸)を 1日10L分併設する形になりますので、1日の発電に必要なスペースは20L。 これならスペース的に十分やっていけるのではないでようか? ただ実際は1日分だけの燃料(メタノール若しくは蟻酸)を購入する事は ありえず、一月分はまとめ買いしますので、燃料タンクは一家庭に 300L程度(1m×1m×30cm)は必要でしょう。しかしこの程度の スペースなら冷蔵庫より小さいのですから家庭で設置可能で、 現時点でも東北・北海道などの寒冷地ではどの家庭も この数倍の大きさの灯油タンクを各家庭に設置しています。そして ガソリンスタンドや生協などの灯油宅配網によって供給してもらっています。
556 :
481 :2005/07/07(木) 17:07:51
これを単にバイオマス蟻酸に置き換えればよい。そのための宅配インフラ、
家庭給油タンクインフラは少なくとも東北・北海道には既に揃っているし、
西日本でも簡単に設置できる。私が言いたいのはそういう事です。
また価格に関しても富士通が本日リリースした発表URLの図1
http://pr.fujitsu.com/jp/news/2005/07/6-1.html の携帯電話用の燃料電池の値段は、高くてもせいぜい1万円程度
でしょうから(そもそも携帯電話の充電器に1万円以上かける馬鹿はいません)
それを11L÷142cc=77倍した値段である77万円程度で
家庭用のメタノール燃料電池のインフラが、今の段階の技術で揃う事になる。
この程度ならば、ちょっとした中古車1台程度ですので各家庭で
十分購入できる。そしてバイオマス蟻酸の値段次第では減価償却に
耐えられる可能性も出てくる。私の申し上げたい事はそういう事です。
557 :
481 :2005/07/07(木) 17:08:21
蟻酸ソーダ法に関しては本日は確認したい事がありますので 明日若干の説明を追加しますが(水酸化カリ等の回収法)、 ごみ焼却ガスを使うならばかなり安くなる可能性があり、 今の段階の技術だけでも全国の発電はやはり可燃性廃棄物2.1億トン だけで賄える計算にやはりなります。 以上の計算方法や思考方法で 誤りがあれば是非教えていただけないでしょうか?
558 :
527 :2005/07/07(木) 17:25:18
>以上の計算方法や思考方法で >誤りがあれば是非教えていただけないでしょうか 電力量と電力を混同しています。 よってそれ以下の計算によって出てきた数字は必要なメタノールの量であって 必要な電力をまかなえるセルの大きさは不明です。 また一日の電力量を10kWhとする理由は何ですか? 全てをまかなうと考えれば、 こういう値としては夏季の冷房を最大に使う時期を想定するものですが そうなっていますか?
559 :
527 :2005/07/07(木) 17:41:25
>>552 >容易に合成可能な非金属触媒を開発する
非貴金属としてください。
560 :
481 :2005/07/07(木) 17:53:10
561 :
481 :2005/07/07(木) 17:53:39
1日平均電力消費量10kWhを 富士通が本日プレスリリースした今回の携帯電話用燃料電池で 1時間で発電しようとするとこのタイプの燃料電池が 10000Wh÷9W=1111ヶ必要となる。 しかし実際は24時間にわたって発電し充電して使う形になるので 1111÷24h=46ヶ程度ですむ。(先程の15時間は撤回) よって46×142cc=6.5L程度のスペースの燃料電池でよい。 また其の価格は富士通の今回の充電器が5000円ならば 23万円程度。(先程の1万円は撤回) 仮に発電効率が日経BP記事の9分の1でも、200万円程度。 スペースは其の場合でも60L未満。これなら家庭に十分おける。 >目標だけならいくらでも立てられます 目標や見通しではなくそこまで既に技術が進展している。 この計算で間違っているでしょうか?
562 :
481 :2005/07/07(木) 19:05:50
563 :
481 :2005/07/07(木) 19:06:20
従って、
>目標だけならいくらでも立てられます
に関しては、自動車に関してはまだ20倍程度の発電効率改良が必要な状況であり
其の点は先生のおっしゃるとおりであると分析できる一方、家庭用発電に関しては
今の技術段階でも十分に日本全体の全家庭の必要電力量を
可燃性廃棄物からのみ賄え、それだけでも5.6兆円の市場があると考えられます。
http://bizplus.nikkei.co.jp/genre/it/rensai/index.cfm?i=i_shimbo08 従って、とりあえず現時点の技術段階で対応可能な家庭用発電系と
ノートパソコン、携帯電話等の発電系をバイオマス蟻酸で賄えるシステムを
まず国家を挙げて構築しそこで得た利潤で更にDFAFC(DMFC)の技術開発を
進めていけば、最終的には国家の全電力を可燃性廃棄物&バイオマスから
転換できるようになりうる。と考えるのは科学的におかしな点があるでしょうか?
564 :
539 :2005/07/07(木) 22:24:06
>>560 「9Wh」は、必ずしも「1時間あたり9W」ではありません。
(日経の「毎時9W」という書き方が紛らわしい、というか間違いです。)
「9Wh」とは、「9Wで1時間発電したのと同じ電力量」です。
したがって、「1Wで9時間発電」しても「90Wで0.1時間発電」しても
いずれも「9Wh」です。
さて、富士通の試作器の場合、「最大 5.4 ボルト・700 ミリアンペアー」
とありますから、最大出力は3.78W(DC)です。
家庭用の燃料電池の場合、家庭の需要にあわせた負荷追従等を考え
ると、AC1kW程度の出力が適当かと思います。
その場合、補機動力やインバーター効率等を考慮すると、DC1.2kW程度
を燃料電池で発電する必要があります。
したがって、1200W÷3.78W×0.16Lで、約51Lの容積が必要です。
(実際には、サイズを大きくすると燃料や空気をうまく供給するための
ポンプやブロアが必要になったり、コジェネとして使うための熱回収の
しくみが必要になったりして、その何倍もの体積になるでしょう。)
565 :
527 :2005/07/07(木) 23:25:54
>燃料電池自動車に関しても >基本的には家庭発電と同じ計算方法が使えるのではないでしょうか。 使えません。 自動車に必要な電力は50kW程度です。 DMFCでそれを賄うにはどれだけの規模が必要になるか。 考えただけでも恐ろしいです。 >スペースは其の場合でも60L未満。これなら家庭に十分おける。 それに加えて539氏の指摘や、二次電池のスペースも考慮する必要があります。 そして電力が最大に得られる条件と電力量が最大に得られる条件は 別物である点にも注意が必要です。 さらにスタック化して直列につなげばそれだけIRドロップが生じます。 >家庭(4名)1日平均電力消費量10kWhという数値は 残念ながらその値ではそれほど意味がありません。 真夏日であれば最低でも20kWh程度を見込むべきです。 エアコンが一台1kWとして、家の中で2台が10時間動いていたら既に20kWhです。 >この電力転換効率が今後10年で20倍に上がらないと普及できない さらに蟻酸の腐食性への対応が必要になります。 これは技術の問題というか純粋にコストの問題ですが。 >今の技術段階でも十分に日本全体の全家庭の必要電力量を >可燃性廃棄物からのみ賄え ですから、理想的にはそうなっても 実用化までには数々の壁を乗り越えなければならないことをお忘れなく。 >と考えるのは科学的におかしな点があるでしょうか? 理論的にはおかしくなくても、現実的には今の段階では極めて困難というところではないかと思います。
566 :
527 :2005/07/08(金) 01:02:38
ついでに >ノートパソコン、携帯電話等の発電系をバイオマス蟻酸で賄えるシステム 漏れた場合に人が接触すると酷く火傷します(特に目に入ると失明)し、 毒性も非常に高いですし、 機械を破壊しますから多分そういう用途で蟻酸が使われることは無いでしょう。 その点メタノールは飲まなければ大丈夫といったところなので 毒性は高い(代謝で生成する特に蟻酸のせい)けどまあ良かろうというところです。
567 :
あるケミストさん :2005/07/08(金) 09:47:47
非常に丁寧かつ専門的なご教授をいただき心より感謝します。 先生の燃料電池分野の長年のプロとしての見識に謹んで敬意を表します。 其の上で更に議論を進めさせて下さいませ。昨日は時間が十分に とれなかったのですが本日は1日かけて一つ一つ 「燃料電池業界の現時点での限界と可能性の把握」について、 出来る限り正確かつ客観的に論を進めていきたいと考えています。 どうか宜しくお願いします。
568 :
527 :2005/07/08(金) 10:20:35
>>先生の燃料電池分野の長年のプロとして 私はいっかいの学生ですし 燃料電池が専門でもありませんのでその点は誤解のなきよう。
569 :
481 :2005/07/08(金) 11:38:24
1.燃料電池エコノミーの近未来に関する こういった純粋な学問的議論は、 研究開発方針の策定に根本から関わってくるだけでなく 「公共の利益」にも「国益」にも合致したものであり 関係各位におかれましては 其の点をまず再確認・ご理解していただきたく存じます。 2.568に関してはご趣旨は理解しました。其の上で 今後とも宜しくお願いします。
570 :
481 :2005/07/08(金) 11:59:56
>多分そういう用途で蟻酸が使われることは無い
蟻酸ナトリウム、蟻酸カリウム等の蟻酸塩も水に溶かしさえすれば
ダイレクトメタノール燃料電池(DMFC)インフラの燃料源として機能します。
この両者はバイオマスや可燃性廃棄物の不完全燃焼ガス中
の一酸化炭素ガスから
CO+NaOH → HCOONa
CO+KOH → HCOOK
の形で簡単に生産する事ができます。
このうち蟻酸ナトリウムはコスモ石油販売株式会社等から
融雪剤として夕乳販売され、人体への毒性、生態毒性、環境毒性がない事
が証明されています(但し商品化されているのはバイオマス由来ではありませんが)。
http://www.cosmo-as.co.jp/product/safeway_sf.html
571 :
481 :2005/07/08(金) 12:00:20
すなわち、蟻酸そのものではなく蟻酸ナトリウム、蟻酸カリウムとして 社会に流通させれば、安全性、生態毒性の面で全く問題がなくなり バイオマス・可燃性廃棄物由来の電力生産が事実上可能となります。 また本方法を用いれば、空気極で 2Na+ + 2H+ + O2 + 4e- → 2NaOH の反応が起こっているようで、水酸化ナトリウムがそのままの形で回収できます。 そしてこの生じたNaOHを再度、可燃性廃棄物焼却ガスを活用した CO+NaOH → HCOONa に回せば、このシステムは完全に回ります。また反応は150℃、0.6MPa程度 でよく、この程度ならばゴミ焼却場のコジェネで簡単に作り出せます。 これで昨日、先生に指摘していただいた問題の大半は事実上解決 できるのではないでしょうか?
572 :
481 :2005/07/08(金) 12:26:18
【蟻酸ナトリウムに関する安全性・無腐食性についてのデータ】
現在の販売価格: 250円/kg(バイオマスを使えば数分の一に減らせる)
Safeway SF 粒状凍結防止剤(主成分:ギ酸ナトリウム)
セーフウェイSFは道路、滑走路、誘導路そしてランプ等の凍結路面に効果
のある環境にやさしい粒状の凍結防止剤です。セーフウェイSFは性能上
要求される厳しい条件及び生態系に係わる条件を満たすハイテク製品で
あります。
地球に優しく、凍結路面の交通機能を維持します。
環境に優しく、生態系を守ります。
使用方法が簡単です。
http://www.cosmo-as.co.jp/product/safeway.html
573 :
527 :2005/07/08(金) 12:39:40
変なところがあるのでそれを修正させてもらったうえで、 アノード HCOONa+H2O → 1/2 Na2CO3 + 3/2 H2 3/2 H2 → 3H+ + 3e- カソード 3/4 O2 + 3e- + 3H+ → 3/2 H2O 1/2 Na2CO3 + 1/2 H2O → NaOH + CO2 これで帳尻が合います。 で、全反応を見ると、 HCOONa + 3/4 O2 → CO2 + NaOH よってエネルギーは取り出せません。
574 :
481 :2005/07/08(金) 14:23:15
>よってエネルギーは取り出せません。 ところが取り出せているのです。 当ラボの実際の実験結果として、蟻酸ナトリウム溶液(と蟻酸カリウム)から ダイレクトメタノール燃料電池(DMFC)で相当割合の発電が、 何度、実験を繰り返しても確認出来ているのです。再現性は間違いありません。 そして発電割合を大雑把に計算しますとモル数で蟻酸換算した割合と変わりません。 また空気極において排出される液体のpHを測ると強アルカリなのです。
575 :
481 :2005/07/08(金) 14:23:52
以上の実験結果を元に化学式を考えますと まず蟻酸ナトリウム水溶液中で HCOONa → HCOO- + Na+ と解離が行われて、其の上で酸化極で HCOO- → CO2 + H+ + 2e- の反応が起こり、其の上で空気極で(セパレーターを素通りしたNa+とH+を使って) Na+ + H+ + 1/2O2 + 2e- → NaOH の反応が起こると考えないと、実際の発電効果に関して説明できないように 考えるのですが、間違っているでしょうか?実際にエネルギーが取り出せている事を 前提に、以上の解釈が間違っていたらお教えいただけないでしょうか? 私がここで話している事は机上の議論なのではなく 実際の発電実験結果に基づいて議論したものです。バイオマス蟻酸もしかり 実際に廃木材から合成でき発電効果も確認した上で ブラッシュアップする上でご意見を伺っている形になっています。
576 :
481 :2005/07/08(金) 15:31:35
話が前後しますが、次に昨日、否定的な見解が大半を占めた 燃料電池自動車に関して議論させていただければと思います。 今まで、@バイオマスを含む可燃性廃棄物2.1億トンを全国の自治体の ゴミ焼却場で不完全燃焼すれば、大量の一酸化炭素ガスが得られること。 Aそしてその一酸化炭素ガスを簡単な反応で蟻酸塩に転換するだけで 我が国は全家庭の消費電力エネルギーを持続的に取り出せる計算になる事。 Bそしてラボレベルでは(未発表であるものの)実際に発電が出来ている事。 を議論させていただき、少しずつですが一定のご理解が得られてきたと思います。 次にその莫大なエネルギーをどう有効に使うかの社会システム作りに関しての 公開議論になりますが、その際、自動車への電力利用を無視して進める訳には いきません。燃料電池自動車の普及に関し昨日の見解を要約しますと、 @白金コストとセパレーターコスト等が普及水準には二桁及ばない。 A電気自動車としての性能はガソリン自動車と変わらない水準になっている。 の2点かと思います。
577 :
481 :2005/07/08(金) 15:32:04
578 :
527 :2005/07/08(金) 15:38:35
579 :
481 :2005/07/08(金) 15:49:36
>>578 先生のラボの金属空気電池で試みに実験されてみれば
いかがでしょうか?蟻酸塩で確実に稼動します。
580 :
527 :2005/07/08(金) 16:06:14
>>579 ですから、専門は燃料電池でないことをお話したばかりです。
実験はできません。
そちらで実験データをお持ちでしたら是非提示してください。
いくつもの問題があって(後で書きます)、はっきりいって全然信用できません。
581 :
481 :2005/07/08(金) 16:32:40
蟻酸塩が燃料電池で稼動する事を示した資料は、断片的なものとしては
http://www.nedo.go.jp/kankobutsu/report/905/905-08.pdf 上のURLがありますが、一番確実なのはやはりご自身で確認される事だ
と思います。ご専門が燃料電池でない方でも、簡単なダイレクトメタノール燃料電池は
1万5千円程度で
http://megachem.co.jp/pem-2-2.htm のURLで購入できますので、あと蟻酸塩は1000円程度。合わせても1万円台で
中学生の理科クラブでも30分程度で簡単に追試が出来ます。信じる信じないは
ご自由ですがとりあえずご自身でご確認していただくのが一番だと思います。
確かに既に確立された既存の技術を複数、戦略的に有機結合させただけの
今回のシステム提案で、国家の電力事情が(良い方向にですが)一変してしまう
だけのポテンシャルが出てきており、ここに書かれている事が事実ならば
水素発酵、メタン発酵、微生物燃料電池、グルコース燃料電池等の方向性で
バイオマス活用しようとしてきた開発グループや会社は、今までの研究の意義が
大きく限定されてしまう事になってしまうので一定の当惑が発生するのは
仕方がないと思いますが、まずご自身で追試をとっていただき
その結果を元に化学式を考察していただくのが確実ではないでしょうか?
582 :
527 :2005/07/08(金) 17:28:34
>>581 私があなたのためにお金を出して追試をしろと(笑
お断りします。
ちなみに反応が進行すること自体を疑っているのではなくて、
まともな値が出てくるとは思えないというところです。
資料は後で読ませていただきます。
583 :
481 :2005/07/08(金) 17:54:53
>反応が進行すること自体を疑っているのではなくて、
>まともな値が出てくるとは・・・
先生がおっしゃるとおり反応は進行します。まともな数値かどうかは
何を持ってまともと言うか各先生によって違ってくる点があるかと思います。
ただ松下電器のHPにあった「セルを複数つないでLEDが発光する」
http://panasonic.co.jp/ism/sugar/4.html という砂糖燃料電池の水準とは発電量が何桁か違ってくる事は
確認できています。バイオマス発電にどの方向性が適しているかを
議論していくのは大切な事だと思います。
しかし、こういった反応の場合、改良しなければいけない点も幾つかあり、
議論を要する領域も多いと思いますので、其の点は地道に考えていかねば
ならないと思います。なお先程の文章は何もお忙しい先生に無理に追試を
とっていただけるよう依頼したのではなく、もし信用できないと言われるなら
先にあげた形ででもとれますと申し上げたに過ぎません。文章にすれば
ややシャープな印象をどうしても与えてしまいますが、どうか誤解なさらぬよう
お願いします。
584 :
481 :2005/07/08(金) 17:57:00
>富士通の試作器の場合、「最大 5.4 ボルト・700 ミリアンペアー」 >とありますから、最大出力は3.78W(DC)です。 >家庭用の燃料電池の場合、家庭の需要にあわせた負荷追従等 >を考え ると、AC1kW程度の出力が適当かと思います。 >その場合、補機動力やインバーター効率等を考慮すると、 >DC1.2kW程度 を燃料電池で発電する必要があります。 >したがって、1200W÷3.78W×0.16Lで、約51Lの容積が必要です。 >(実際には、サイズを大きくすると燃料や空気をうまく供給するための >ポンプやブロアが必要になったり、コジェネとして使うための熱回収の >しくみが必要になったりして、その何倍もの体積になるでしょう。) これに関しては基本的には先生のおっしゃり通りであると理解しました。 日経BPの表記ミスをお教えいただき有難うございました。
585 :
481 :2005/07/08(金) 17:57:40
この場合、仮に今回の富士通の携帯電話充電器が5000円とした場合、 一家庭当たり160万円(+アルファ)で燃料電池発電システムをおける事になります。 燃料電池を発電目的と割り切り、充電用の二次電池を設置するならば、 その半額である80万円(+アルファ)程度の設備投資ですむのでしょうから、 価格的には(蟻酸塩にも利用可能な)ダイレクトメタノール型燃料電池(DMFC)を 既に各家庭が設置可能な水準に到達していると分析できるかと思います。 この点、東京ガスや松下電器の(水素ガスを燃料とする)家庭用燃料電池 の場合10年レンタルで100万円ですので、ここを水素ガス利用型ではなく メタノール(及び蟻酸塩)利用型にしさえすればレンタルではなく買い取り料金で 同等な価格で既に各家庭に設置できる事になるかと思います。 またスペース的にも51Lの4倍程度の200L程度ならば、家庭用冷蔵庫でも 400L程度はある事を考えれば、小さめの冷蔵庫一つ分程度に過ぎず 各家庭で十分設置できるのではないでしょうか? そう考えれば結論としていえるのは、(蟻酸塩にも使える)ダイレクトメタノール 燃料電池方式を採用するならば、スペース的にも金額的にも発電量的にも 既に各家庭に導入できるだけの段階に、現時点の技術で到達していると 考えられるのではないでしょうか?
586 :
527 :2005/07/08(金) 20:11:33
>>481 ・蟻酸ナトリウム
まず、私に勘違いがありました。
てっきりプロトン伝道でやるのだろうと思っていて、
アルカリが触れたら伝導性が無くなって終わりだろう
と思っていたのですが、よくよく考えてみたら
Na+でイオン交換して、Na+で伝導すれば良いわけですね。
あと電極反応を最初の電子数をとち狂って間違えまして、
正しくは
アノード
HCOONa → CO2 + H+ + Na+ + 2e-
カソード
1/2 O2 + 2e- + H+ + Na+ → NaOH
です。
整理すると
HCOO- + 1/2 O2 → CO2 + OH-
です。
この僭を計算するとアバウトに-280kJ/molで
2電子反応ですからE=1.45Vとということで案外大きく驚きました。
問題になるとすればNa+の伝導性が低いので、
電流値があまり得られないのではないかということです。
587 :
527 :2005/07/08(金) 20:22:42
あと上の電気化学反応は塩基性であることを考えれば OH-を足してH+を潰した方が良いかもしれません。 さてこの電池がでは携帯などで使い物になるかというと 話が変わってしまいます。 一点目は、反応後にやはり劇物である水酸化ナトリウムが生成し 万が一漏れて、人間が触れればタンパク質を溶かすので、目に入ると失明します。 二点目が多分致命的でエネルギー密度、前の話からすると出力密度で良いんでしょうか? が大変に低いということです。 何故かというと、分かりやすくメタノールと比較しますが、 まず蟻酸ナトリウムでは 蟻酸ナトリウム1molで最大-280kJです。…実際はその半分以下になります。 しかもメタノールよりもクロスオーバーが酷そうな気がします(これは勘)。 で、蟻酸ナトリウムの溶解度は20℃で97g/100ml水 となっています。 飽和で使えるわけは無いのですが、敢えて最大値ということで飽和で以後計算します。 すると水100mlに97gの蟻酸ナトリウムを溶かすと、 多分150ml程度になります。これが燃料の容積と考えてください。 その中には97g蟻酸ナトリウムな訳で、 これは1.4molに相当します。 つまり取り出せるエネルギーは最大1.4*-280= -390kJです。 一方メタノールでは150mlあれば、3.7molに相当し、 CH3OH + 3/2 O2 → CO2 + 3H2O 僭=-720kJ/mol ですから2664kJになります。 よって両者では体積当たりのエネルギーが比較にならず 蟻酸ナトリウムを使ってくれる人は多分いません。
588 :
527 :2005/07/08(金) 20:32:05
ついでに車に積むと考えた場合も
その出力密度の低さから不可能と考えてください。
さて以上までの結論として、
蟻酸ソーダ法が有効に活用できる範囲は極めて限られる。
よって水素が欲しい場合にはCOの水性シフト反応(+PSA)で、
メタノールが欲しい場合にはCO + 2H2 →CH3OHで
既に確立されたプロセスを用いるのが最も効率が良い。
ということでよろしいですか?
そしてごみのガス化については以上までの議論で
まだ課題は山積みということで、
さらに言うとそのようなプラントをそこらじゅうに作るのは多分困難なので
ごみ収集システムをかなり大規模に変革しなければならないであろうと思います。
>>581 >水素発酵、メタン発酵、微生物燃料電池、グルコース燃料電池等
これらは元々使える範囲が限られている気がします。
グルコース燃料電池などは体内での動作は良いかなとか。
これに関しては知識が乏しいので言及は避けます。
589 :
481 :2005/07/08(金) 20:45:45
>アノード >HCOONa → CO2 + H+ + Na+ + 2e- >カソード >1/2 O2 + 2e- + H+ + Na+ → NaOH >です。 >整理すると >HCOO- + 1/2 O2 → CO2 + OH- >です。 >この僭を計算するとアバウトに-280kJ/molで >2電子反応ですからE=1.45Vとということで案外大きく驚きました。 素晴らしいご教授をいただき有難うございました。 蟻酸塩発電に関する理論議論が進み大変喜んでいます。 >問題になるとすればNa+の伝導性が低いので、 >電流値があまり得られないのではないかということです。 Na+をK+やCa++ に変えたらこの点どうなるのでしょうか? いつも質問ばかりして すみません。(今後、実測値を出して理論値と比較したいと思います)
590 :
527 :2005/07/08(金) 20:56:21
>>585 >ダイレクトメタノール型燃料電池(DMFC)を
>既に各家庭が設置可能な水準に到達している
メタノールのパイプラインが水道のように
各家庭に繋がっていれば可能かもしれませんね。
現在のシステムではその場で都市ガスを改質するという手法だから動いているわけで
メタノールでやるとなれば専用のインフラが必要かなと思います。
オンサイトで都市ガスからメタノール合成ができれば行けるかもしれませんね。
あとはその場合のエネルギー変換効率がどの程度であるかにかかっていますが
もしこれが従来の電力供給とさして変わらないということになれば
実用化はされないでしょう。
供給から製造から発電から含めて50%以上の効率が出ないと駄目です。
(火力発電の発電から送電のロスまで含めて利用効率は既に40%以上です)
DMFCの効率が20-30%ではもはやお話にならないのです。
オンサイトでの発電では、その熱が使えることも売りなんですけど
発電目的だと圧倒的にお湯が余るので
お湯を作る時についでに発電してしまって返そうってな話であると
某大企業で聞いたことがあります。
さてそれでも各家庭にメタノールなりを送って
発電目的で燃料電池を動かすことが現時点で効率で
魅力的といえるでしょうか?
591 :
527 :2005/07/08(金) 21:00:07
>>589 >Na+をK+やCa++
>に変えたらこの点どうなるのでしょうか?
K+ではイオン半径が大きくなるので導電率は下がります。
蟻酸カルシウムは16g/100ml水しか溶けません。
伝導率は分かりませんがプロトンよりは圧倒的に低いはずです。
592 :
481 :2005/07/08(金) 21:08:08
>さてこの電池がでは携帯などで使い物になるかというと >話が変わってしまいます。 >一点目は、反応後にやはり劇物である水酸化ナトリウムが生成し >万が一漏れて、人間が触れればタンパク質を溶かすので、目に入ると失明します。 「水酸化ナトリウムが漏れない回収装置」を作る必要があるのは間違いない と思います。一定の管理が可能な事業所で各地域ごとに用いるならば、 たとえそうでも全く問題ないと考えられます。其の上で無線充電デバイスや 従来の電信柱網を通して各家庭に電力供給するならば、この点に関しては クリアできるかと考えられます。 またこの問題がある以上、固定型(設置型)の様式でないと蟻酸塩は使えない と思いますが、固定型で電力生産した上で携帯や自動車などに関しては 燃料電池搭載よりもむしろ「無線充電デバイス」を普及させる方向性に 切り替えるのが得策かと考えられます。燃料電池の多用は白金資源を 枯渇させるからでもあります。
593 :
481 :2005/07/08(金) 21:09:41
594 :
481 :2005/07/08(金) 21:26:55
また理論(熱力学的)にはメタノールの7分の1になるエネルギー密度の問題 に関しては、理論は前提条件が違うと違ってくる事もあり実測値との間で 差が出る事も多い(不利になるか有利になるかわかりませんが)ので、 実測値の比較をこれから慎重に行ってみるつもりです。 しかし現時点ではメタノールを用いたときよりも蟻酸塩を用いた方が ダイレクトメタノール燃料電池セルでの発電が長時間続き、最大出力も 現在用いているセルでは変わりません。その理由が何なのか今の段階では わかりませんので、其の点もう少し研究を続ける所存です。アドバイス 有難うございます。大変助かります。
595 :
481 :2005/07/08(金) 21:27:24
ただ、今後慎重に調べた結果、やはりエネルギー密度がメタノールの7分の1 だったとしても @メタノールは天然ガス由来のため後60年程で枯渇する A廃棄物処理の過程で大量に得られるので、メタノール以上に安価 になる可能性もある(これはより詳細に試算しないといけませんが) B蟻酸塩ではなく(酸を作用させて)蟻酸にすれば、エネルギー密度(電流密度)は メタノールよりもむしろ大きくなる事がイリノイ大学マゼル教授によって報告されている ので、どうしても必要ならば蟻酸塩を蟻酸に転換し、蟻酸の物性上の諸問題を踏まえて 前述したように各地域ごとに管理された事業所内で発電を行い、各家庭には 無線充電や既存の電信柱網で電力供給するならば対応可能となる。 という方向性でやはりゴミ焼却場一酸化炭素ガス由来の巨大な電力資源を 国家全体に行き渡らせる事は可能になってくる道があるものと考えています。
596 :
481 :2005/07/08(金) 21:32:24
なお、ゴミ焼却場で生産できる蟻酸塩を硫酸で蟻酸に転換して用いる場合でも 副産物となる硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸カルシウムは 硝子素材、肥料、建設素材として活用できる道が残されているので 硫酸にせよアルカリ金属にせよ有効に活用でき 経済的な採算がとれる方向性が残されていると考えています。
597 :
527 :2005/07/08(金) 21:40:47
>>595 1.メタノールは枯渇しません。
何故なら既に書いたようにCOから作れるからです。
2.廃棄物処理の過程でメタノールを合成したらいいです。
蟻酸塩に持っていくという発想は絶対ではありません。
3.蟻酸塩から蟻酸を作るのにそれよりも強い酸を作用させると考えた場合
例えば莫大な量の硫酸ナトリウムが余ったり、
電解で合成している塩酸を使うと本末転倒であったり
もはや何がエコなのか分からなくなります。
そこまで蟻酸塩にこだわる理由は何ですか?
598 :
527 :2005/07/08(金) 21:41:34
>>596 >経済的な採算がとれる方向性が残されていると考えています。
マスバランスが全然合わないと思います。
599 :
527 :2005/07/08(金) 21:50:43
>>596 というか、
その全システムを考えると
NaCl → NaOH + 1/2 Cl2 (3V程度で電気分解)
FeSx + O2 → SO2 SO2 + 1/2 O2 → SO3 SO3 + H2O → H2SO4
ごみの不完全燃焼 → CO + H2 + CO2 + …
CO + NaOH → HCOONa
HCOONa + 1/2 H2SO4 → HCOOH + 1/2 Na2SO4
HCOOH + 1/2 O2 → CO2 + H2O
どう考えてもエネルギー的に損してます。
それに比べて
ごみの燃焼 → H2 + CO + …
2H2 + CO → CH3OH
CH3OH + 3/2 O2 → CO2 + 2H2O
圧倒的にスマートです。
600 :
481 :2005/07/08(金) 21:52:01
>廃棄物処理の過程でメタノールを合成したらいいです。 メタノールを作るためには一酸化炭素ガスだけでなく 廃棄物ガス中の水素ガスも同時に使いますが、 水素ガスはMCFC発電の電力源に使った方が トータルとしてエネルギー効率が高くなりませんか? 同じ容量の廃棄物ガスを有効活用する場合、 メタノール合成では結果として不利になるかと思います。
601 :
527 :2005/07/08(金) 21:55:52
>>600 であれば、最初から
CO + H2O → H2 + CO2にしたら良いんです。
蟻酸よりもメタノールのほうが当然ながらモル当たりの
取り出せるエネルギーは多いのですから問題無いです。
というか599を見てください。
602 :
481 :2005/07/08(金) 21:56:39
確かにエネルギー全体の転換効率を考えると、 蟻酸にするよりも蟻酸塩で使った方が高いのは間違いないと思います。 廃棄物ガス中の一酸化炭素ガスのみを蟻酸塩転換し 残りの水素ガスは燃料電池発電に回し、 蟻酸塩を地域ごとに管理が行き届いた事業所で PEFC発電に回し、回収した水酸化ナトリウムを 更に蟻酸ソーダ法に用いる方が 廃棄物ガス中でせっかく発生した水素ガスをメタノール合成で 消費するよりエネルギー的に有利になりませんでしょうか?
603 :
527 :2005/07/08(金) 21:59:57
>>602 >メタノール合成で消費するよりエネルギー的に有利になりませんでしょうか?
熱力学の名にかけてなりません。
604 :
481 :2005/07/08(金) 22:00:58
この水性シフト法 CO + H2O → H2 + CO2 ですが、化学平衡反応なので、逆反応も起こり、 全てが反応できる訳ではないかと思いますが、 現時点でこの手法が採用されていない理由は何故なのでしょうか?
605 :
527 :2005/07/08(金) 22:25:33
>>603 熱力の表見間違えました。すみません。名をかけたのに…。
理論的には蟻酸Naの方が数%有利かもしれません。
(蟻酸ナトリウムに関してはアバウトな値しかないので)
>>604 採用されています。というか非常に有名な反応です。
現在の水素製造プロセスはメインのメタンに関して
・CH4 + H2O → CO + 3H2
・CO + H2O → H2 + CO2
・PSAによるCOの深度除去
です。
さらにメタノールは書いた通りの方法で作られています。
606 :
481 :2005/07/08(金) 22:34:50
>熱力の表見間違えました。すみません。名をかけたのに…。 >理論的には蟻酸Naの方が数%有利かもしれません。 正直ほっとしました(少しだけ苦笑)。 先生の先程の603のご投稿で相当に背筋が凍りつき、 目の前が真っ暗になりかけていました。 其の後の先生の正直なレスポンスに本当に感謝します。
607 :
527 :2005/07/08(金) 22:37:05
なんか話が混沌としてきたが、 トータルとしてはシステムの構築の問題なども考えて、 基本的に水素製造で発電、 ノートPCのバッテリなどはメタノール。 限られた用途で蟻酸ナトリウム って感じで良いんじゃないですか? 「目標」は。 あとレス遅れましたけど >動力源として二次電池だけ 搭載した電気自動車の普及に切り替えるべき。 ディーゼルハイブリッドが良いと思います。 二次電池だけだと走行距離や充電時間が問題になりませんか?
608 :
481 :2005/07/08(金) 22:43:49
>>605 お教えいただき有難うございます。ただ、私が伺いたかったのは
廃棄物ガス処理においての利用状況です。言葉足らずで申し訳ありません。
酢酸ソーダ法もそうですが、こういった化学合成法は
石油エコノミーでの純粋な化成品合成では一般的に使われていますが
問題はそれが廃棄物活用に実際に有効に活用されているかどうかだと
思います。水性シフト法がもし廃棄物ガス活用で使われていないならば
そこに何らかの理由があるはずでそれを知りたいと思いました。
ただ、この反応式を見る限り、CO自体も発電源としうる
溶融炭酸塩型燃料電池MCFCの出現でこの反応は
必要なくなったような印象があります。ガスの形態で
燃料電池発電を行うならば、わざわざ水素ガスに転換する
必要がないからです。
よって議論のポイントはガス以外の形態での利用における
より有効なシステムになってくるかと思います。
そういった意味で蟻酸ソーダ法を考えております。
609 :
527 :2005/07/08(金) 22:47:03
>>481 あともし分かったらで良いので、
無線充電の効率を教えてください。
原理は電磁誘導で良いですか?
距離が離れたらまともに充電できるとは思えないのと
充電可能なくらい電波が飛び交ってられたんじゃ堪らない気が。
ペースメーカーなどは勿論、人体への影響(これは不明)、
意味不明なところで発熱とか。
610 :
527 :2005/07/08(金) 22:52:59
>>608 確かにMCFCであればPtも要りませんし良いかもしれません。
MCFCの問題点はなんだったか忘れました。
では、MCFCと蟻酸ナトリウムとメタノールとあるなかで
どのような場面でどれだけ蟻酸ナトリウムの需要があるとお考えになりますか?
611 :
481 :2005/07/08(金) 23:29:17
>トータルとしてはシステムの構築の問題なども考えて、
>基本的に水素製造で発電、
現時点での技術段階での普及促進を考えると
水素燃料電池が経済社会の中で動いていないと思います。その根拠は
以下のURL内にありますが現時点では家庭用水素燃料電池は
一台実質1000万円近いとも言われ
http://www.kanaloco.jp/news/editorial/archives/050515.html 1年10万円と言われるレンタル料の差額を国庫からの補助金と
家庭からのデータ提供費で賄っているからです。これでは燃料電池自動車
の開発段階とあまり変わらず、社会実験段階に過ぎません。
612 :
481 :2005/07/08(金) 23:29:39
>ノートPCのバッテリなどはメタノール。 >限られた用途で蟻酸ナトリウム >って感じで良いんじゃないですか? 「目標」は。 よって現時点の技術段階でも経済的に回るシステムとして 昨日、富士通がプレスリリースしたダイレクトメタノール燃料電池を 重層させ一家庭の全電力を賄った場合のキャパシティを 先生と議論させていただいたのですが、これならば585に書きましたように 価格的にもスペース的にも性能的にも買取可能な範囲に収まりつつあるので 基本インフラとしてはダイレクトメタノール型燃料電池(DMFC)が 現在の唯一の稼動可能システムである可能性が高いと考えています。 (なおある種の医療目的にはグルコース燃料電池がニッチェを独占する 事は明らかですが、ここではこれ以上書きません) ただその燃料をメタノールにするのか、蟻酸ナトリウムにするのかの議論は まだ続くと思います。可燃性廃棄物の不完全燃焼ガスから合成する場合、 熱力学的には蟻酸ナトリウムの方がメタノールよりもやや有利である事は、 先生にも何とか認めていただきました。
613 :
481 :2005/07/08(金) 23:30:02
しかし、この分野は理論値と実際値の差が発生する事が日常茶飯ですので、 今後、この両者の発電効率を理論ではなく実際にダイレクトメタノール 燃料電池セルを使って慎重に何度も測定し発電効率を見比べていく必要が あると考えています。(現時点では私の実験では正直、蟻酸ナトリウムでの 発電の方がメタノールより長時間続いています)。蟻酸塩発電の過程で 発生する水酸化ナトリウムの回収&安全性問題は無線充電と地域社会 システムへの導入方法で解決できると考えます。 この問題に関しましては現時点ではこれ以上議論できるだけの実験データ に乏しく、メタノールがメインになるのか、蟻酸ナトリウムがメインになるのか についての判断がつきかねます。今後しっかりとした実験データをとっていく 必要はあると思います。
614 :
527 :2005/07/08(金) 23:47:56
>家庭からのデータ提供費で賄っているからです。これでは燃料電池自動車 >の開発段階とあまり変わらず、社会実験段階に過ぎません。 ですから目標です。 現時点で実用性が無いことは私も散々指摘してきました。 そしてDMFCの家庭発電についても同じです。 ノートPCのバッテリなどで使えると書いてきたのは、 効率は多少低くなっても、リチウムイオンバッテリなどよりも 遥かに高い電力量を供給できるからです。 しかし家庭発電となれば重要なのはスペース、インフラ整備、 そして何よりも効率です。これも指摘済み。 >メタノールがメインになるのか、蟻酸ナトリウムがメインになるのか 私はメタノールかジメチルエーテルかエタノール辺りがメインになると思ってます。 まあそれは蓋を開けてみなければ分からない点も多いので 5年後辺りに振り返ってみると面白いかもしれません。 >現時点では私の実験では正直、蟻酸ナトリウムでの >発電の方がメタノールより長時間続いています 481さんは燃料電池研究を専門にされているんですか? セルを作る腕も必要ですし ゼロシャントアンメーターやポテンショスタットくらいはないと ちゃんと測れませんし。
615 :
527 :2005/07/08(金) 23:50:33
>>614 >セルを作る腕も必要ですし
セルではなくてMEAです。
616 :
481 :2005/07/09(土) 00:02:32
結局、石油が枯渇しそうでも、エネルギーがあり余っているならば、 蟻酸ナトリウムよりもメタノールを採用した方が発電後の副産物処理が いらない分だけ有利になります。しかし、我が国の可燃性廃棄物2.1億トンの 全てが全て発電に使える形でガス化できる訳ではなく、ガス化に不向きな 廃棄物も多いため、廃棄物燃焼ガス自体を「持続的ではあるが有限の資源」 として捉えて、出来る限り有効利用していく方向性を取らざるを得ない状況 になれば、バイオメタノール法よりも熱力学的にやや有利な蟻酸ナトリウム法を 採用していく方向性をとらざるをえないと思います。そういう事ではないでしょうか? 様々な面でその定量的な把握を行うための公開された基礎データが 国内外で少なすぎるので、より戦略的に研究していく必要があるかと思います
617 :
481 :2005/07/09(土) 00:02:55
>ディーゼルハイブリッドが良いと思います。 >二次電池だけだと走行距離や充電時間が問題になりませんか? 基本的には化石燃料がなくなっても対応できる自動車システムを考えねばならない ので、ディーゼルは議論から除外した方が良いと思います。私が提案させていただいた 趣旨は現在1台数億円と言われる燃料電池自動車のコストを100分の1にするために 必要な投資コスト及び必要期間よりも、既に完成している「二次電池のみの電気自動車」 部分を活用し、「安全かつ効率的な充電システム」を各駐車場に整備していく上で かかる投資コスト及び必要期間の方が遥かに少なくてすむという点です。 またこの場合、白金資源も全く使わなくてすみます。 従って充電システムは何も無線にこだわる必要すらなく、自動車に搭載する 二次電池自体をカートリッジのようにガソリンスタンドで充電済のものと交換できる システムでも良いし、無線ではなく有線で急速充電できるシステムでも良い。 とにかく無線充電でも有線充電でもカートリッジ様の電池交換方式でも そういったインフラを整備・開発して(二次電池のみを搭載する)電気自動車を 普及させた方が、1億円以上の高価な燃料電池を搭載する自動車をコストダウン させるよりも遥かに効率的に、(トータルで見た場合の)燃料電池エコノミーを 普及させる事が出来、大気汚染抑制や二酸化炭素排出量低減に役立つ事を 提起したいという事でございます。安全面も含めた上でもこの分野の技術開発 の方が燃料電池車のコストダウン技術開発よりも遥かに有利なのではないでしょうか?
618 :
527 :2005/07/09(土) 00:23:39
>バイオメタノール法よりも熱力学的にやや有利な蟻酸ナトリウム法を >採用していく方向性をとらざるをえないと思います それには色々な要因が絡むので分からないですよ。 エネルギー密度が低いというだけでエネルギー当たりの輸送コストがかさむわけですし 使える局面が限られるわけですし 回収の手間もかかるわけですし。 研究の結果、蟻酸ナトリウムの方が圧倒的に優れているといったものが 出て来ないと難しいと思いますよ。 >基本的には化石燃料がなくなっても対応できる自動車システムを考えねばならない そこまで先のことを考えれば確かに電気自動車という選択肢も出てくるでしょうね。 ただし今後30年は無いだろうと思います。あまり根拠の無い数字ですが。 それくらい経てばSOFCもひょっとしたら車に積めるようになっているかもしれませんし 別の良い触媒が出てくるかもしれませんし。 あとメタンハイドレードにそろそろまとも着手されているかもしれませんね。 核融合は…生きているうちに拝めるかどうか。 予測は難しいです。
619 :
481 :2005/07/09(土) 00:24:35
>私はメタノールかジメチルエーテルかエタノール辺りがメインになると思ってます。 「燃料電池発電に、どういった燃料がより効率的に機能するか」 という観点を重視するか、 「限られた資源を持続可能な形で如何に有効にエネルギー転換するか」 という観点を重視するか、の相違で候補物質リストが違ってくるのかもしれません。 近未来的には先生のおっしゃるとおりにすすんで、中長期的には 廃棄物ガスからの生産ステップが少ない(すなわちエネルギー転換効率が高い) メタノールか蟻酸系かになってくるのかもしれないと思います。 いずれにせよハッキリしている事は、可燃性廃棄物2.1億トンのゴミ焼却場の 燃焼ガスから、気体系の発電を行うにはMCFCが圧倒的に有利で これは白金も使わず、COとH2を電力転換可能。その電力量は日本全体の 消費電力を賄える規模。一方、液体系・固体系の場合はメタノールと蟻酸系 の製造が共にステップが少なくエネルギー面で有利であるが、熱力学的には 蟻酸塩の生産の方がやや有利であるが、国内外で公表された実験データが ないに等しい。という事なのではないでしょうか?
620 :
527 :2005/07/09(土) 00:30:25
>国内外で公表された実験データが >ないに等しい。という事なのではないでしょうか? 調べたことも無いので多分に想像が入っていますが、 ガス化自体が研究段階だからではないですか? イライラするかもしれませんが、余程気長に事に当たっていないと ここら辺は見えてこないかもしれませんね。
621 :
527 :2005/07/09(土) 00:38:22
ひょっとしてそれだけ先のことを考えると 最早、可視光をほとんど網羅して使える光触媒による水の分解、あるいはCO2固定とか、 風力発電でほぼ全電力の供給とか そういうのが現実味を帯びているかもしれませんね。
622 :
481 :2005/07/09(土) 00:47:47
先生に色々とお教えいただいた上で、今回の議論を 私なりにまとめさせていただきますと 【@ 可燃性廃棄物2.1億トンからの発電量】 全国の燃えるゴミ2.1億トンをゴミ焼却場で不完全燃焼させる事によって 発生する水素ガスと一酸化炭素ガスをMCFC発電に用いれば 愛知万博のトヨタ・NEDOシステムの公開値が正しい場合 日本全体の電力量を賄う事が可能となる。なお稼動のためのコストは 今までのごみ焼却施設運営コスト(収集コスト、助燃剤コスト、 装置維持コスト等)と共通している部分が大きく、それによって大きく相殺 できる事が期待できる。ただガス化しにくい廃棄物も多く其の選別や タールなどの除去技術の開発を今後進める必要がある。なお 廃棄物ガス化自体は研究段階ではなく国内外で実用化されているが 其の多くはガスをそのまま燃焼発電する様式でありバイオメタノール生産 に関してはプラント研究レベルに留まっている。 またこの一酸化炭素ガスを、簡単な反応で蟻酸塩やメタノールに 転換する事が可能である。双方ともダイレクトメタノール燃料電池で 発電可能であるが、メタノールは反応に水素ガスを消費する分だけ 熱力学的に不利になる。蟻酸塩は人体にも環境にも安全であり 腐食性も少ないが反応後に強塩基を回収せねばならず、其の点 注意を要する。また蟻酸ではなく蟻酸塩で発電させる場合は エネルギー効率が熱力学的にはメタノールの7分の1となるという指摘 もあるが実測データは現在ない。
623 :
481 :2005/07/09(土) 00:48:11
【A 家庭用燃料電池システム】 水素ガス利用型PEFCならば一家庭1000万円近くかかり 採算がとれていないが、メタノール利用型(富士通等)の重層ならば、 金額的にもスペース的にも発電量的にも、各家庭に(レンタルではなく) 買取で設置できる技術水準に既に到達している。またこの性能は 今後更に向上する事が期待される。 其の上で、可燃性廃棄物ガス由来のメタノール若しくは蟻酸ナトリウム を各地域に配給し、かつ副産物の塩基を回収し蟻酸塩合成に 循環利用できる社会制度を作れば、現時点の技術だけで 日本全体の家庭の消費電力を可燃性廃棄物だけから賄える 方向性が開拓できる。 【B 自動車などへの適用】 白金コスト、セパレータコスト、及び燃料電池スペースを考えれば、 現在一台数億円かかる燃料電池車を今後10年以内に普及させる のは困難。 しかしながら、各家庭・事務所の駐車場に無線・有線充電デバイスを 社会インフラとして設置し、現在開発中の燃料電池自動車から 燃料電池部分を取り外して、「二次電池のみを動力源とする電気自動車」 として利用するならば、現在の技術段階においてもガソリン車と同様な普及が 短期間で期待できる道が拓ける。其の場合でも自動車の排気ガス由来の 二酸化炭素排出量が大幅削減できる。
624 :
481 :2005/07/09(土) 00:48:35
【C 白金資源の節約のために無線充電システムの普及を同時並行させる必要性】 全ての機械に燃料電池を付けるのは白金資源節約のためにもマイナスであり、 燃料電池普及と同時に無線充電システムも同じくらい普及させていく必要がある。 >実用化までには数々の壁を乗り越えなければならない その壁の一つが今回の公開討論であったかもしれません。本方向性の検討で 世界が争いがより少ない穏やかな社会に近づく事を祈りたいと思います。 以上、有難うございました。
625 :
あるケミストさん :2005/07/09(土) 01:15:06
なんか水素燃料タンクについては突破口が見えたようで、とりあえず何かやってるよ。
【技術/環境】高圧ガス保安協会認証燃料電池車用軽量高強度700気圧水素タンクを開発、10・15モードで走行500km以上
http://news18.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1116473807/ 燃料電池車用高圧水素タンクを自社開発
トヨタ自動車(株)(以下、トヨタ)は、燃料電池車用の35MPaおよび70MPaの高圧水素タンクを自社で開発し、
高圧ガス保安協会の認証を、35MPaタンクは昨年4月、70MPaタンクは本年1月にそれぞれ取得した。
さらに35MPaタンクについては、同協会が本年3月に高圧水素の安全基準として新たに規定した
「圧縮水素自動車燃料装置用容器の技術基準」にも本年4月に適合し、使用期間の認可が、これまでの3年間から15年間へと延長された。
今回トヨタが開発した高圧水素タンクの特長は、水素漏れ防止の役割を担うライナー(タンクの最も内側の層)に、
強度が高く水素透過防止性能に優れたナイロン系樹脂を採用したことに加え、タンクの外側をカーボンファイバーで巻いた
オールコンポジット製としたことにより、軽量化と高強度を実現したことである。
ナイロン系樹脂を採用することでライナーの厚みを抑えたことにより、35MPaタンクは、従来のタンクに比べ、同一の外形サイズのままで
水素貯蔵量が約10%増加している。これにより燃料電池ハイブリッド乗用車「トヨタFCHV」は、10・15モード走行での航続距離を、
従来の300kmから330kmへと延ばすことが可能となる。さらに70MPaタンクについては、「トヨタFCHV」に搭載するためにサイズも含めて設計し、
従来の35MPaタンクに比べ水素貯蔵量を約1.7倍にまで増加させたことにより、10・15モード走行で500km以上の航続距離を可能として
いる。(中略)
なお、今回トヨタが開発した燃料電池車用高圧水素タンクの詳細技術は、5月18日からパシフィコ横浜で開催される(社)自動車技術会の2005年春季大会で発表予定である。
プレスリリース全文はこちらです。
http://www.toyota.co.jp/jp/news/05/May/nt05_026.html
>ガス化しにくい廃棄物も多く其の選別や
>タールなどの除去技術の開発を今後進める必要がある
そういうのを研究段階と言うような。
まあ困難なことは分かった上で、運用を試みているのは事実だから良いけど。
>>625 カーボンファイバーの話は有名だけど、そこまで来たか。
>エネルギー効率が熱力学的にはメタノールの7分の1となるという指摘 >もあるが実測データは現在ない ん? DMFCの効率が20%あるならその時点で蟻酸Naの理論エネルギー量を超えるということだろ。 蟻酸Naが固体で供給できて、かつ効率が3倍以上出るなら話は変わってくるけど。 ついでに蟻酸Na水溶液は塩基性だぞ。
628 :
481 :2005/07/09(土) 13:24:17
629 :
481 :2005/07/09(土) 13:24:45
現在、実用化スピードが必ずしも早くないのは、天然ガスの主成分である メタンを酸化して合成する従来のメタン合成法と比較すると 価格的に競争力をもてないからに尽きると思います。 これはガス化炉自体を独自に設置しているからであり、これを 全国の自治体のごみ焼却炉に併設する形で設置すれば、理論的には 全国で1億トン前後のメタノールや蟻酸塩を経済競争力が持てる形で 現在の技術水準のままで大量合成する事が可能となり、それに富士通が 一昨日プレスリリースしたダイレクトメタノール燃料電池セルの重層システム を各家庭や事業所に導入すれば、それだけでも現在の技術水準のままで 経済社会の中で(すなわち補助金なしで)日本全体の家庭消費電力量を 賄える数値になるのではと言うのが今回の提案の趣旨の一つです。
630 :
481 :2005/07/09(土) 13:39:20
ただメタノール合成は バイオマス(CH2O)n → H2、CO、CO2 (ガス化) → @CO+2H2 → CH3OH ACO2+3H2 → CH3OH + H2O の反応で行われますので、@、Aのいずれの合成でも(燃料電池発電の燃料 となる)水素ガスが消費されます。よって水素ガスを燃料電池発電に回した場合に 得られるであろうエネルギー効率を含めて熱力学的に比較した場合 CO + NaOH → HCOONa (蟻酸ナトリウム) の反応を通したエネルギー獲得プロセスよりも不利になると言うのが 昨日の議論でお認めいただいた趣旨の一つでした。 蟻酸ナトリウムに、(電気分解で合成する塩酸ではなく)、全国の温泉で豊富に 得られる二酸化硫黄から簡単に合成できる硫酸を作用させれば HCOONa → HCOOH で蟻酸変換できますが、蟻酸自体はメタノールよりもエネルギー効率が高い事が イリノイ大学マゼル教授グループによって論文化されており、メタノールと比べ引火性が ない点も有利となります。ただ誤飲すれば網膜障害につながる危険性はありますが、 其の点メタノールも同じです。
631 :
481 :2005/07/09(土) 13:39:48
また弱酸である事に起因する物性上の様々な問題点(例えば皮膚についた場合
の刺激や腐蝕性等)が昨日の先生から指摘されましたが、其の点は実は
各家庭に食用として広く普及している食酢中の酢酸も同じです。以下に
MSDS(製品安全データシート)
http://www.jpca.or.jp/61msds/j7cb10.htm のURLデータを示しますが、酢酸もMSDS上、蟻酸と同じ危険水準で
「腐食性なので液体に触れると皮膚及び眼に重度の薬傷を起こす」と明記
されていますが、数%の場合、食用として成立している訳です。そして今回の
蟻酸も数%の濃度でダイレクトメタノール燃料電池上で電力転換出来る訳です。
632 :
527 :2005/07/09(土) 13:56:29
>富士通が >一昨日プレスリリースしたダイレクトメタノール燃料電池セルの重層システム >を各家庭や事業所に導入すれば、それだけでも現在の技術水準のままで >経済社会の中で(すなわち補助金なしで)日本全体の家庭消費電力量を >賄える数値になる 火力発電と同じ仕組みの方が現時点では効率が上。 なぜわざわざ資源を投資して現在の効率の悪さで そんなことをしなくてはいけないのか理解できません。 これに関しては既に述べたことです。 >全国の温泉で豊富に 得られる二酸化硫黄から簡単に合成できる硫酸 実用性が皆無です。 >食酢中の酢酸も同じです 蟻酸はさらに酸性度が10倍も高いです。一緒にするのはどうかと。 蟻酸が仮に1%の濃度では比較的安全であったとして そんな薄いものがどうして使い物になるでしょうか?
>HCOONa → HCOOH 527がせっかく指摘してくれた問題をもうお忘れか なぜか時間が経つと色々と問題点を捨ててくるようだが それでは誰も相手をしなくなるぞ
634 :
481 :2005/07/09(土) 14:17:03
635 :
481 :2005/07/09(土) 14:17:42
636 :
481 :2005/07/09(土) 14:51:00
>火力発電と同じ仕組みの方が現時点では効率が上。
>なぜわざわざ資源を投資して現在の効率の悪さで
>そんなことをしなくてはいけないのか理解できません。
以下のURLをご確認していただきたいのですが、
http://www.asahi.com/special/050625/TKY200506260167.html 原油価格がこの2年で倍近くに上がり、様々な面で社会全体が
急速に難しい状況になってきているからです。原油生産高の限界到達点を
意味するハバートピークを越えつつつある以上、今後もこの傾向は
加速される事が推察でき、マクロなエネルギー不足に伴って様々な面で
非常に困難な時代を迎えつつあると危機感を持っています。
従って、「火力発電と同じ仕組みの方が現時点では効率が上。」
という認識を私は持てません。そこが先生と私の認識の違いなのだと思います。
今、原油市場で見られる価格上昇傾向が、今後も続くならば
2年後には原油価格は更に2倍となり、「火力発電と同じ仕組みの方が
現時点では効率が上。」という効率の比較基盤が崩れてきます。
よって現在の技術段階でも複数の既存技術を有機的に結合させるだけで
原油に大きく依存しなくとも日本全体の電力エネルギーの相当割合が生み出せる
社会システムを公開討論の場を通しても学会の場を通しても作っていく努力を
重ねないといけないのではと言うのが今回の提案の趣旨です。
637 :
481 :2005/07/09(土) 15:48:03
>ついでに蟻酸Na水溶液は塩基性だぞ。 50%蟻酸Na水溶液のpHは7.5程度で中性でした。 >蟻酸Naが固体で供給できて、かつ効率が3倍以上 >出るなら話は変わってくるけど。 可燃性廃棄物の不完全燃焼ガス(水素ガス、一酸化炭素ガス等)を、 固体若しくは液体のエネルギー媒体として使う場合は @蟻酸Naを硫酸処理して蟻酸を使うか A蟻酸Naのまま使うか B水素ガスを発電に使わずにメタノールのみで使うか の3つですが、イリノイ大学の論文を読む以上、この3つのうちで 固体高分子型燃料電池でのエネルギー転換効率が最も高いのが @蟻酸、その次にAメタノール。それからB蟻酸ナトリウムの順になるかと思います。
638 :
481 :2005/07/09(土) 15:48:33
>>HCOONa → HCOOH >527がせっかく指摘してくれた問題をもうお忘れか よって高出力を求めるなら@蟻酸にこだわる必要が出る一方で、其の場合は 副産物として出る硫酸ナトリウムをガラスの製造、パルプの製造、洗剤のビルダー 染料の希釈液、浴用剤、医薬品製剤原料として需要開拓し、その需要の限界を 越えた部分は副産物である硫酸ナトリウムの水溶液を電気分解して各電極で 生産した水酸化ナトリウムと硫酸を回収し再利用すればすむと考えます。 この電気分解で使う電気は、この方向性で生産する@蟻酸とA不完全燃焼ガス に残った水素ガスの双方の電力エネルギー転換効率で十分に賄えられると 考えられないでしょうか?そう考えれば先生に昨日指摘いただいた 蟻酸Na→蟻酸の問題は解決できるはずです。
639 :
481 :2005/07/09(土) 16:22:44
最後に挙げられる、廃棄物からの蟻酸生産の有利な点は バイオメタノールと違って従来の製造法で作られた蟻酸よりも むしろ安価に作る事が出来る点です。よって、燃料電池発電目的以外の 今までの蟻酸関係ニーズ(融雪剤、医薬系材料、皮革産業等)に 現時点の技術段階で対応できるかと思います。 其の点、バイオメタノールは天然ガス(メタン)由来のメタノールと 価格的にどうしても太刀打ちできず、現在の経済システムの中では 絶対に回りません。よって実社会導入が事実上できない状況にあります。 それに対し蟻酸に関しては製造に用いる合成法(蟻酸ソーダ法)が 従来の方法と今回の廃棄物由来の方法とで全く同じであり、 違う点は原料の一酸化炭素を、「コークスの酸化反応物」を使うか、 「廃棄物不完全燃焼ガス」を使うかだけの差になります。よって より安価な廃棄物不完全燃焼ガスを使う方が経済的に有利に回る のは現在の経済システムの中でも間違いなく、後はこの方法を 社会が採用するかどうかだけの「政治的・社会的な問題」だけ なのではないでしょうか? 例えば国土交通省は全国の大量の堤防刈草を高温焼却処分していますが、 その焼却処分で発生した一酸化炭素ガスで蟻酸ナトリウムを合成しさえすれば 国土交通省管轄の道路で大量に用いる融雪剤は製造できるはずです。また 蟻酸カリウムの場合は肥料として農水省で消費できるはずです。そういった レベルからこういった資源循環体系を立ち上げ、それを燃料電池エコノミーにつなげていく 事は現時点の技術体系の組み合わせだけで十分出来ると考えてやみません。
640 :
527 :2005/07/09(土) 16:32:33
分かりました。では5%蟻酸、どころか倍の10%の蟻酸を使うことを考えましょう。 メタノールが希釈の必要がなくなる方向に進んでいますから こちらはうまく使えば100%になるでしょう。 仮に100%蟻酸のほうが燃料タンクの量が半分で同じ出力が得られるとしましょう。 そこまで見積もってもメタノールの方が5倍も良いのが分かりませんか? >MSDS上の安全基準が酢酸と同じ蟻酸を >安全性や物性の面から排除する事は出来ない MSDSで同じ基準なら同じように扱えるなんて誰が言ったんですか? 酢酸と酪酸が同じ分類であればお酢の代わりに酪酸3%を飯に混ぜてみますか? >原油価格がこの2年で倍近くに上がり 誰も石油を燃やせなんていっていません。 いちいちCOや水素を取り出して転換したりしないで それを燃やしてエネルギーにすれば良いということです。 しかもその場合高温で酸素が潤沢な状況で燃やせますから 副生成物のダイオキシン類なども抑えられるでしょう。 >蟻酸にこだわる必要が出る一方で、其の場合は >副産物として出る硫酸ナトリウムを ですからマスバランスがどうしたらそんなので合うんですか? ナイロンを作る時に副生する硫安だって肥料にするには余って余って仕方が無く しかも安いためにどうしようもなくて、 それが副生しないプロセスがついにっていう話はご存じないですか? >副産物である硫酸ナトリウムの水溶液を電気分解して各電極で >生産した水酸化ナトリウムと硫酸を回収し再利用すればすむと考えます 塩化ナトリウムの電気分解だって3Vも要るんですけどね。 どうしたらそんなプロセスが運用できると思うのですか? もうおっしゃっていることが支離滅裂でついていけません。
641 :
481 :2005/07/09(土) 16:56:12
>仮に100%蟻酸のほうが燃料タンクの量が半分で同じ出力が >得られるとしましょう。 そこまで見積もってもメタノールの方が >5倍も良いのが分かりませんか? メタノールと蟻酸のいずれかのみ選ぶ、という発想ではなく 使い分け、棲み分けを行っていけば済む事だと思います。 高出力が必要な軍事目的や業務目的には 一定の蟻酸管理制度を設けた上で、より高出力の100%蟻酸を 採用するのが望ましいのは明らかです。 家庭を含む地域発電に関しても 公民館や学校、病院、工場で発電する場合は、 各事業所で劇物関係の資格を持った管理者をおいた上で エネルギー密度がより高い100%蟻酸を採用する方が有利になります。 (そういった場合、腐食性などの面も含めて、蟻酸用にPEFCを アレンジしていく必要があると思いますが) しかし家庭内の携帯機器等に関しては 管理者をおけませんので、100%メタノールを採用していく方向性や 無線充電を普及させていく方向性の方が有利かも知れず、 そういった形でケースバイケースでそれぞれの物性の特徴を踏まえた上で、 「エネルギー媒体の棲み分け」を行っていけばすむのではないでしょうか?
643 :
481 :2005/07/09(土) 17:11:55
>MSDSで同じ基準なら同じように扱えるなんて >誰が言ったんですか? 酢酸と酪酸が同じ分類であれば >お酢の代わりに酪酸3%を飯に混ぜてみますか? MSDS(製品安全データシート)は安全面での一つの基準を示しており、 蟻酸と酢酸が同じ危険水準に分類されている事は一定の意味を持つと思います。 また其の上で前述のように5%蟻酸が家畜飼料に日常的に添加されている例や 人間が食べる各種発酵食品や果汁にも一定割合で含まれている(メタノールも 其の点同じですが)事も蟻酸の普及を考える上で参考になるかと思います。 いずれにせよ業務用として使う場合は劇物関係の資格を持った管理者が 各事業所で扱うならばこの問題は無くなります。ただ家庭用の場合は 上のような状況を考えますと5%蟻酸ならば問題ないでしょうが、それ以上は 様々なデータをとって安全基準を作っていく事が大事になってくると思います。
644 :
481 :2005/07/09(土) 17:17:55
>誰も石油を燃やせなんていっていません。 >いちいちCOや水素を取り出して転換したりしないで >それを燃やしてエネルギーにすれば良いということです。 「可燃性廃棄物を完全燃焼させて電力転換すればよい」、と先生は おっしゃっているのでしょうか?私の文章理解力不足でよくわかりません。 もしそうならば既に全国のゴミ焼却場はそれを行っています。 ダイオキシンが発生しない千数百度の高温で焼却し、その 焼却熱で水蒸気タービンを回し発電していますが、発電量を確認しましたが 微々たるもので地域発電には使い物にならないようです。 もし私の勘違いならばお許しください。
645 :
481 :2005/07/09(土) 17:27:37
>>副産物である硫酸ナトリウムの水溶液を電気分解して >>各電極で生産した水酸化ナトリウムと硫酸を回収し >>再利用すればすむと考えます >塩化ナトリウムの電気分解だって3Vも要るんですけどね。 >どうしたらそんなプロセスが運用できると思うのですか? 可燃性廃棄物2.1億トンから生産可能な蟻酸量は1億トンを越える はずですが、その発電量だけで日本全体の家庭の消費電力量を賄える 巨大なエネルギー源になりえます。そのエネルギーの一部を電気分解に回せばすむ のではないでしょうか?100%メタノールの発電能力は1kW/L程度か と思いますが蟻酸はそれ以上ならば、蟻酸1kg生産するのに必要な 副産物の硫酸ナトリウムの電気分解3Vはその範囲で賄えない事は 熱力学的にありえないのではないでしょうか?もしそうでないならば 計算根拠をお教えいただけないでしょうか?
646 :
527 :2005/07/09(土) 17:42:31
>焼却熱で水蒸気タービンを回し発電していますが、発電量を確認しましたが >微々たるもので地域発電には使い物にならないようです それは違います。 既にごみの熱量基準で20%を越える効率で発電ができるシステムが存在します。 今後水蒸気温度がさらに上がってくれば、さらに効率は上がるでしょう。 >副産物の硫酸ナトリウムの電気分解3Vはその範囲で賄えない事 HCOONa + 1/2 H2SO4 → HCOOH + 1/2 Na2SO4 HCOOH → CO2 + 2H+ + 2e- H2O + e- → OH- + 1/2H2 Na+ + OH- →NaOH 1/2 H2O → H+ + e- + 1/4 O2 H+ + 1/2 SO4^2- → 1/2 H2SO4 つまり発電の電気量に対し半分がNa2SO4の電解に必要。 そして発電電圧が実質1V以下。 それで約3Vの電解をどう賄うつもりですか?
647 :
481 :2005/07/09(土) 18:43:37
貴重なご意見をいただき有難うございました。
大変、勉強になります。
ゴミ燃焼発電に関しては川崎重工が以下のURLにおいて
http://www.khi.co.jp/khi_news/2003data/c3030117-1.htm 石炭を用いた火力発電並みの発電効率30%を達成した
国内最大級のプラントを導入しています。
@発電出力は20,600kW、
ARDF処理能力315t/日(24h)
後者の数値から1時間当たり13トンのRDFを処理している計算になりますが
其の場合、RDF1トン当たりの発電能力は1.6MW/トンになります。
またゴミ処理量の半分しかRDFになりませんので、ゴミ1トンあたりでの
発電能力は、0.8MW/トンになるかと思います。
これはトヨタ・NEDOのMCFC発電を行った際の12.5MW/トン
より二桁も少なくしかもゴミをRDF化する際にも灯油が必要であると言う
記述もありました。よってゴミ燃焼発電は燃焼効率が30%に到達していても
COガス、H2ガスを用いたMCFC燃料電池発電量とは比較にならない
小ささとなり、この方向性ではゴミを国家規模の電力源にするのは
残念ですが不可能かと思います。
648 :
481 :2005/07/09(土) 18:44:36
一方、電気分解による硫酸ナトリウム処理に関しては、 先生がおっしゃるとおりかと思います。一つ反応ステップを加えただけで エネルギー転換効率が劇的に落ちる事をお教えいただき有難うございました。 それならば硫酸ナトリウム・硫酸カリウム・硫酸カルシウムの従来の 硝子素材、肥料、建設資材としての需要量の部分のみ蟻酸転換させ (それでも相当量の蟻酸が生産できるのではないでしょうか)、 残りは廃棄物ガスからの一反応で合成できる蟻酸ナトリウムを そのまま燃料電池発電に使うしか方向性はなく、その発電可能量に関して 実測値を積み重ねていきたいと考えています。非常に有難いご指摘感謝します。 なお蟻酸ナトリウムを燃料電池発電に用いた場合、空気極に水酸化ナトリウムが 合成されますが、それを絶えず水で洗い流して回収するシステムも考えてみたい と思います。前回、蟻酸ナトリウムを用いた場合の発電量はメタノールと比較すると 不利になる事をお教えいただきましたが、其の分、メタノール合成とは違って 残留する水素ガスで燃料電池発電できるならばやむをえないと思います。 この水素ガスと蟻酸Naとの抱き合わせでの燃料電池発電量がメタノールよりも 熱力学的に有利である以上それを前提にシステム構築案及び実験方針を 考えていければと思っています。
649 :
527 :2005/07/09(土) 19:59:43
RDFの出しうる熱量は最高で4kcal/g。つまり最大4.7MWh/t ここから1.6MWhを取り出せているので効率は30%超。よって >これはトヨタ・NEDOのMCFC発電を行った際の12.5MW/トンより二桁も少なく 一桁の間違いですね。 そしてMWなのかMWhなのかどちらですか? 1.6MWとか書いているので単位が信用できません。 MWhであればこれは分母のtの比較基準が全く異なっているのは明らかであり意味がありません。 ちなみに廃棄物の燃焼熱として如何にも高そうな脂肪などを取ってきても9kcal/g程度。 12.5MWh/tの分母は反則に近い基準であると推測します。何の重量基準なのか明確にしてください。 >またゴミ処理量の半分しかRDFになりませんので、ゴミ1トンあたりでの >発電能力は、0.8MW/トンになるかと思います ではガス化+MCFCでごみ1tから「実際に」どれだけ発電できたのか示してください。 >ゴミをRDF化する際にも灯油が必要である 確かにこれは問題点でしょうね。ただし量的な割合が分からないと何とも。 ガス化の場合にも似たようなことはしていませんか? 今のメタン発酵だとNaOHを放り込んでいますが。 >それならば硫酸ナトリウム・硫酸カリウム・硫酸カルシウムの従来の >硝子素材、肥料、建設資材としての需要量の部分のみ蟻酸転換 硫酸ナトリウムを作るのに、電解合成した水酸化ナトリウムを使うのは馬鹿げています。 >メタノール合成とは違って >残留する水素ガスで燃料電池発電できるならばやむをえないと思います ですから外部に搬出することが前提で メタノールよりも蟻酸ナトリウムが有利になる状況がもしあるのであればそれを示してください。 前のお話だと分からないというようなことでしたが にも関わらずただ有利だからこれが良いと数%の差で言われても意義が感じられません。 昔、ドイツだかで紙パックの牛乳配達は紙が廃棄物になるから 回収して使いまわせるビンにしようという動きが出て、ビンにしたところエネルギー消費量が増大しました。 それを思い出します。
実機稼働しているプラントのデータと、 未だ稼働していないものの仮想データをマジ比較してどうするんですか? 理論上採取可能なエネルギー量で比較するのなら、 地熱発電で日本の総発電量の1/4位は補えるようにはなる筈です。 (※うろ覚えだが間違ってはいないと思う。NEDOあたりを探して計算すればそうなると記憶しています) あと、システムを社会が採用するかどうかは、既存ベースでインフラコストを考えなきゃいけないと思います。 肥料や融雪剤は、それが既存の物と同等性能もしくは優れているかどうかが問題になります。 エネルギーを全て自分で管理して、そこから生まれる廃棄物などの転用先を 既存の社会構成を無視して割り当てすれば、数値上有利になるのは当たり前でしょう。
651 :
481 :2005/07/09(土) 20:44:12
652 :
481 :2005/07/09(土) 20:44:45
万博トヨタ・NEDOのMCFCは、12.5MWh/トンという数値は
処理能力20kgゴミ/h、発電出力250kWの2つの公表データから
単純計算しただけのものでどういったゴミであるか等は公表されていません。
また実際の発電状況及びオペレーションに必要なエネルギーに関しても
NEDOに先月末問い合わせはしましたが無返答です。
しかしそれでも、ゴミ焼却場の現在の稼動コストで高温ガス化MCFCコストが
相殺できる事を踏まえれば、今回の概算値は一定の意味をもってくると考えています
ご参考までに栗本鉄工所は
クリモト式木質系バイオマス小規模分散型ガス化発電装置
http://www.kurimoto.co.jp/rd/rd_12.htm を事業化していますが、公表データは万博トヨタ・NEDOMCFCと
ゴミ処理量は20kg/hと共通していますが、発電量は9.8kWと
万博トヨタ・NEDOMCFCが250kWであるのと比べると26倍も違ってきます。
これは0.5MWh/トンという数値になりますので、RDFではなくゴミ換算した場合の
上の川崎重工RDFプラントとの0.8MWh/トンとほど同じデータとなっており
これが燃焼発電の限界かもしれません。
653 :
481 :2005/07/09(土) 21:10:27
>>それならば硫酸ナトリウム・硫酸カリウム・硫酸カルシウムの従来の >>硝子素材、肥料、建設資材としての需要量の部分のみ蟻酸転換 >硫酸ナトリウムを作るのに、電解合成した水酸化ナトリウムを >使うのは馬鹿げています。 水酸化ナトリウムは硫酸ナトリウムを作るのに使うのではなく あくまでも蟻酸ナトリウムを用いた燃料電池発電を 行った際に勝手に出来る副産物の有効利用・循環利用を 目的にしているのに過ぎません。(環境技術は副産物の有効利用・ 循環利用が前提でないと動かないのが特徴かと考えています)
654 :
481 :2005/07/09(土) 21:10:58
>ですから外部に搬出することが前提で メタノールよりも
>蟻酸ナトリウムが有利になる状況がもしあるのであればそれを示してください。
天然ガスは後60年は採掘できると言われていますが、
其の間は天然ガスの主成分であるメタンからメタノールを1ステップ酸化合成
http://www.rite.or.jp/Japanese/kicho/kikaku/now/now44/44_21.pdf した従来品の方が、圧倒的にバイオメタノールよりも安価となります。
これはたとえ全国のゴミ焼却場に高温ガス化装置が併設されても変わりません。
何故ならば、一酸化炭素からメタノールを合成する方法より
CO → CH3OH
メタンからメタノールを合成する方
CH3 → CH3OH
が熱力学的に圧倒的にエネルギーがかからないからです。よって廃棄物から
バイオメタノールを作れば作るほど、国家としては赤字となります。
従って可燃性廃棄物やバイオマスからのメタノール合成は
経済学上の法則によって、天然ガスが枯渇するまでの60年間にわたっては
使われる事はありません。
水素を取り出すのにエネルギー使ったり二酸化炭素出したりで意味なくね?
656 :
481 :2005/07/09(土) 21:22:25
それに対し、蟻酸に関しては話が違ってきます。 従来からの社会で流通している蟻酸の合成法と 可燃性廃棄物やバイオマスからの蟻酸合成法は全く同じ反応式 を使います。 CO + NaOH → HCOONa → HCOOH (+Na2SO4) よって従来からの製造方法で作られた蟻酸と比較し 経済競争力を持つ事ができるようになる訳です。この点は科学的な議論 というよりは、経済学的な議論です。 従来法と違う点は、従来法は一酸化炭素ガスを C(コークス) + 1/2O2 → CO という形でコークスを購入して合成するのに対し、バイオマス蟻酸法では 廃棄物・バイオマス → (不完全燃焼) → CO という形で「合成」するので、其の過程のコストが従来法よりも むしろ安価になってくる。 よって小泉内閣が主張している「環境と経済の両立」を考えるならば、 バイオメタノールは作れません。バイオ蟻酸しか作れない。 そういった結論になります。
657 :
481 :2005/07/09(土) 21:41:31
>理論上採取可能なエネルギー量で比較するのなら、 >実機稼働しているプラントのデータと、 未だ稼働していないものの >仮想データをマジ比較してどうするんですか? 実測値で議論するスタンスを出来る限りとる方向性を 採用しているはずです(実測値がないところは仕方がないですが・・・)。 例えば家庭用燃料電池プラントに必要な値段とスペースを先日 議論するにあたって、富士通が昨日プレスリリースした ダイレクトメタノール燃料電池セルの大きさ(160cc)と発電能力 を元に、それを家庭用1kWにセルを重層した場合、どれだけの 値段とスペースになるかを共に考えていただいたと思います。 また蟻酸の発電量もイリノイ大学のマゼル教授の実測値論文を 元に議論させていただいています。また万博MCFCプラントも あくまでも公表値を元に議論する方向性をとっているかと思います。 しかし全てを実測値で固めて近未来提言する事はできませんし 公表値に問題がある点もありますので後は実測値や公表値を つなぎ合わせて論理的に戦略を構築する必要が出てくる。 それを公開の場で試みているのがここだと考えています。 これをしないとハバートピークを遠因とした社会危機を乗り切れ ないのではないかと考えているのですがいかがでしょうか。
658 :
481 :2005/07/09(土) 21:47:58
>あと、システムを社会が採用するかどうかは、既存ベースで >インフラコストを考えなきゃいけないと思います。 そういった意味で、従来のゴミ焼却場インフラや廃棄物処理費用2兆円超 を出来る限り生かしたシステム構築が望まれると考えます。そうすれば 電力生産におけるインフラコストを徹底削減できるからです。 >肥料や融雪剤は、それが既存の物と同等性能もしくは優れているか >どうかが問題になります。 おっしゃるとおりだと思います。従ってラボレベルあるいは試験プラントで 小規模稼動させて出てきた副産物を実際に肥料や融雪剤として使い 従来品との性能を比較解析する実験・論文も必要だと考えています。 >エネルギーを全て自分で管理して、そこから生まれる廃棄物などの >転用先を既存の社会構成を無視して割り当てすれば、 >数値上有利になるのは当たり前でしょう。 現在はシュミレーションにおいてシステムが回る上での最適化条件を探す 過程に現在あり、其の中で国家が益々発展していけるシステムを 共に議論できる場があってよいのではないかと考えています。
659 :
481 :2005/07/09(土) 21:53:55
>水素を取り出すのにエネルギー使ったり二酸化炭素出したり >で意味なくね? 今回の投稿を最初から読んでいただければ書かれていますが、 所謂「燃えるゴミ」を不完全燃焼させるだけで、燃焼ガス中に 水素ガスが3〜4割程度(及び一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス) が発生します。 其の場合、水素ガスを取り出すのに エネルギーはそれ程はかかりません。単に集めて燃やすだけだからです。 ただその際二酸化炭素が同時に出ますが、それは今までも ゴミ焼却場から二酸化炭素ガスが出ているので同じな訳です。 そういった意味で水素ガスを取り出すのに 燃えるゴミ2.1億トンとごみ焼却場を使う方向性をここ数日 議論させていただいています。
可燃性廃棄物を不完全燃焼させてCOを分離精製するコストを算出してください
661 :
481 :2005/07/09(土) 22:04:17
>可燃性廃棄物を不完全燃焼させてCOを
>分離精製するコストを算出してください
分離精製する必要がないようです。混合ガスのままで
合成可能です。
廃棄物ガスからのメタノール合成に関する
農林省の以下のプレスリリースを読んでいただけないでしょうか?
http://www.s.affrc.go.jp/docs/press/2002/0416.htm 不完全燃焼ガスには水素ガス、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス等が
含まれますが各々のガスを分離せずに、混合ガスのままで
メタノールなり蟻酸なりがワンステップ合成できます。よってそういった面でも
コスト的に圧倒的に有利となります。
662 :
527 :2005/07/09(土) 22:11:36
>>650 理論値で言えば、風力も太陽光もとてつもないエネルギー源になるんですけどね。
>>651 その計算は違います。
ゴミとRDFの質量当たりの燃焼熱を一緒にしないでください。
それでどうしてMCFCではその10倍の電力が取り出せるように見えるのか?
それはあなたの計算が間違っているからです。
まず得られたデータがガス化と合わせた値になっていて、
ガス化量が不明なので、メタン発酵によるものだけを算出するように試みます。
4.8tのゴミで960m^3のメタンです(純メタンであると仮定)。
するとエネルギーを計算して、MCFCの効率を高く見積もって60%とすると1.3MWh/tになります。
もちろんこの値には製造に必要なエネルギーが含まれていません。
>水酸化ナトリウムは硫酸ナトリウムを作るのに使うのではなくあくまでも
ほとんど同じことです。
発電のためだろうが硫酸ナトリウムのためだろうが
電気分解で水酸化ナトリウムを作ったことには変わりもありません。
発電だけでその電気分解が賄えて、既存の硫酸ナトリウム製造とコスト比較をして
それでも優位であるなら話は変わっても来るでしょうが、難しいでしょう。
>>654 全く議論になっていません。
>CO + NaOH → HCOONa → HCOOH (+Na2SO4)
蟻酸の価格が原料に比べて高価であるから成立すること。 ではその高価な蟻酸を燃やすと!?
つまり654と656は意味を成していません。
訳の分からない誤魔化しで蟻酸をごり押ししないでください。
>メタンからメタノールを1ステップ酸化合成
苦笑してしまいます。失礼。
いや部分酸化に詳しくないでしょうから仕方が無いのかもしれませんけど
実用的な方法は存在しません。その反応がどれだけ難しいか分からないでしょう?
663 :
527 :2005/07/09(土) 22:11:55
>>655 >水素を取り出すのにエネルギー使ったり二酸化炭素出したりで意味なくね?
結局水素社会とは言ってもそれが実情なんですよね。
だからメタンハイドレードとCO2交換しちゃおうとかいう議論もあるわけで。
CO2を出したくなければCH4 → C + 2H2を使うとか、
CH4 + 1/2 2 → CO + 2H2を使うことになりますし
上のメタン分解に関しては色々な方が研究されていますけどまだ実用化は遠いですね。
>不完全燃焼ガスには水素ガス、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス等が
>含まれますが各々のガスを分離せずに、混合ガスのままで
つまりNa2CO3も構わずにやっちゃうってことですか。
まあNa2CO3の方がわずかに高価なので良いっちゃ良いですけど
これでますますエネルギー変換効率は低下するわけですね。
664 :
481 :2005/07/09(土) 22:31:35
>それでどうしてMCFCではその10倍の電力が取り出せるように見えるのか? >それはあなたの計算が間違っているからです。 >まず得られたデータがガス化と合わせた値になっていて、 >ガス化量が不明なので、メタン発酵によるものだけを算出するように試みます。 >4.8tのゴミで960m^3のメタンです(純メタンであると仮定)。 >するとエネルギーを計算して、MCFCの効率を高く見積もって60% >とすると1.3MWh/tになります。 >もちろんこの値には製造に必要なエネルギーが含まれていません。 基本的なシステムが全く違う @メタン発酵MCFC と A高温ガス化MCFC とを同じものとして議論する事はできないと思います。先生がここで 計算されたのはあくまでも@メタン発酵MCFCであって 今回、議論している高温ガス化MCFCの性能推定にはなっていない のではないでしょうか?それでは議論になりにくいと思います。 NEDOが公開しているのは、このA高温ガス化MCFCが 1時間に20kgのゴミを処理できる事と、出力が250kWである事だけです。 出力が250kWで1時間に250kWhの電力を生産できる。それが25kgのゴミ に由来している。よって単純に計算した場合12.5kWh/kgゴミの発電能力がある。 ガス化した結果のガス容量がどうであれ、インプットとアウトプットだけが 最終的には重要になってきますので、これで宜しいのではないでしょうか? もちろん、この施設を稼動させるのに必要な助燃剤等の稼動エネルギーロスは この数値には含まれませんが、それは既存のゴミ焼却場の稼動コストと大半は 一致してくるので相殺できるであろうと推測した上で議論ならば一定の意味を持ってくる と思います。
665 :
527 :2005/07/09(土) 22:36:44
>よって単純に計算した場合12.5kWh/kgゴミの発電能力がある それはあり得ません。 その値を信じるとすれば1kgのゴミを燃やす時に3kgくらい資源放り込んでんじゃないですか? 12.5Wh/g発電ということは、原料は20Wh/gくらいは熱量が無ければ帳尻が合いません。 それを計算すると18kcal/g。一体どんなゴミですか、それは。
666 :
481 :2005/07/09(土) 22:50:55
>電気分解で水酸化ナトリウムを作ったことには変わりもありません。 私の文章力不足のためか誤解が発生しているようですが、 硫酸ナトリウム・硫酸カリウム・硫酸カルシウムの従来の 硝子素材、肥料、建設資材 としての需要量の部分のみ以下の様式で蟻酸転換させた場合 (それでも相当量の蟻酸が生産できると考えられますが)、 廃棄物CO + NaOH → HCOONa (+H2SO4) → HCOOH (+Na2SO4) 塩基にNaOHを使った時は、副産物として硫酸ナトリウムが出来る訳ですが、 廃棄物処理とは無関係の既存の(硝子素材等として使われている)硫酸ナトリウム自体が、 電気分解で作った水酸化ナトリウムと硫酸との中和反応から合成されているならば、 その点は何ら既存の合成法と変わらないので、グリーン購入法が適用されるならば 既存の硫酸ナトリウム市場で競争力を持ちうると考える点のどこが不自然なのでしょう? 発電とは無関係に硫酸ナトリウムには「ガラスの製造、パルプの製造、洗剤のビルダー、 染料の希釈液、浴用剤、医薬品製剤原料」に一定の需要があり、それは 電気分解で作った水酸化ナトリウムと硫酸の中和で合成されているならば、 そのエネルギーは社会需要が元々あるものなので、それを廃棄物過程で 同じようなエネルギーテイクで作っても、社会全体のエネルギー収支は何ら変わらない事 になるかと思います。 なおこの反応でNaOHをCa(OH)2にした場合は電気分解は関係がないので この議論は必要なくなるかと思いますが・・・・・
667 :
527 :2005/07/09(土) 23:00:16
>塩基にNaOHを使った時は、副産物として硫酸ナトリウムが出来る訳ですが、 >廃棄物処理とは無関係の既存の(硝子素材等として使われている)硫酸ナトリウム自体が、 >電気分解で作った水酸化ナトリウムと硫酸との中和反応から合成されているならば 硫酸ナトリウムがいつからその様に製造されるようになったのか教えていただけますか? >なおこの反応でNaOHをCa(OH)2にした場合 Ca(OH)2を用いた場合にどんな反応条件でどれだけ選択率が出るのか 示していただけますか? 何故このようなことを問うかというと両者で結構反応性が違うからです。 ちなみにCa(OH)2を作るには石灰石を分解が熱力的に有利になる温度まで 加熱しなくてはならない点もお忘れなく。 ガス化の熱が運が良ければ使えるでしょうが、 ゴミの質によって燃焼温度が安定しないこの方法で上手く使えるかどうかは不明です。
668 :
481 :2005/07/09(土) 23:20:08
>>CO + NaOH → HCOONa → HCOOH (+Na2SO4) >蟻酸の価格が原料に比べて高価であるから成立すること。 >ではその高価な蟻酸を燃やすと!? 従来の製造法と蟻酸や蟻酸ナトリウムと、廃棄物から合成した蟻酸や 蟻酸ナトリウムとで価格が後者の方が安い場合、価格面で蟻酸市場、 蟻酸ナトリウム市場で一定の競争力が発生します。 それは当然の事であり、同じ品質の場合、従来の蟻酸市場(医薬品中間産物、 皮革産業等)、蟻酸ナトリウム市場(融雪剤等)で一定の需要が出てくる。其の分は 燃料電池発電とは無関係にニーズが出てきます。この点が、メタノールよりも やはり有利になってきます。 問題は其の後。すなわちその従来の需要を越えて、その蟻酸ナトリウムや蟻酸を 発電に用いた場合、発電収益に見合うかどうかの経済原則になってきます。 蟻酸の発電能力を考えると1L当たり30円まで落ちないと難しい。 元々単にゴミを燃やすだけに使っていた2兆円超の廃棄物処理経費の中で 廃棄物処理と蟻酸製造を一体化させ、同じ廃棄物処理経費の中で それだけの製造コスト低減が出来るかどうかが、今後の課題になってくると思います。 一方、メタノールの場合は、60年間天然ガスが続く限り、こういった計算自体が できません。天然ガス由来のメタノールにどうやっても太刀打ちできないからです。 よって天然ガス資源が続く60年間はメタノールを燃料電池に使うならば 天然ガス由来メタノールで燃料電池発電を行うべきであり、廃棄物処理と切り離す 必要が経済的に出てくるとやはり考えます。
669 :
481 :2005/07/09(土) 23:20:34
670 :
527 :2005/07/09(土) 23:48:21
>>668 話に筋道が通っていません。
何と何を比較すべきかよく考え直すことをお勧めします。
>>669 その中身を全然分かっていないでしょう?
一段階で酸化する事に成功した?
一段階でメタンを酸化する事自体は昔っから研究されていて
学問レベルでは色々な成果が出ていますよ。
例えば98年に、Ptビピリジル錯体を用いて493K,35barで
発煙硫酸中CH4→CH3OSO3Hが転化率90%で選択率81%とか。
まあ現時点では使い物になりませんけどね。
で、NEDOのはNO2をラジカル生成に使って転化率10%、選択率70%でしたっけ?
しかも選択率はメタノールとホルムアルデヒドを足した値です。
あなたがいくらこの結果を肯定しようとしても無駄ですから諦めてください。
671 :
481 :2005/07/09(土) 23:53:04
>>よって単純に計算した場合12.5kWh/kgゴミの発電能力がある
>その値を信じるとすれば1kgのゴミを燃やす時に
>3kgくらい資源放り込んでんじゃないですか?
中部電力の以下のURLによりますと、木材チップと廃プラスチック
が高温ガス化に供されているとあります。これらは普通のゴミよりも
単位当たりの熱量が大きいのかもしれません(特にプラスチック)
http://www.chuden.co.jp/torikumi/kenkyu/news/pdf/113/N11305.pdf >つまりNa2CO3も構わずにやっちゃうってことですか。
主反応が起こる事自体には影響しないようですが
温度・圧力・触媒条件を調節する事によって
副産物の生成を抑制するしかないののではと考えています。
>硫酸ナトリウムがいつからその様に・・・
食塩と硫酸の反応でした。この点はミスです。ご指摘有難うございました。
>Ca(OH)2を用いた場合にどんな反応条件でどれだけ
>選択率が出るのか 示していただけますか?
>何故このようなことを問うかというと両者で結構反応性が違うからです。
貴重なアドバイスを感謝します。確認試験を行ってみたいと思います。
現時点ではそこまで反応条件を詰める段階には至っていません。
今までのお話では水酸化ナトリウムを燃料電池発電の過程で回収可能の
蟻酸Na発電の場合は水酸化ナトリウムが有利であるが、蟻酸まで
もっていくならば、(製法が電気分解によらない)水酸化カルシウムが有利
という事になるかと思います。 先生とのディスカッションで練られてきました。
大変プラスになっています。有難うございます。
672 :
481 :2005/07/10(日) 00:05:53
>一段階で酸化する事に成功した? >一段階でメタンを酸化する事自体は昔っから研究されていて メタンからメタノールの合成方法が2段階法で現段階でも行われていても いずれにせよ本質は CH4 → CH3OH の反応の方が CO → CH3OH の反応よりもエネルギー負荷が大きいのは間違いないのではないでしょうか? そのため天然ガス由来のメタノールに廃棄物由来のメタノールは価格では 勝てないのではないかと思います。その点が間違っていない限り 議論の本質は変わらないと考えます。 >何と何を比較すべきかよく考え直すことをお勧めします。 比較する上で考えないといけない条件が複数複雑に絡んでいますが、 大事な事の一つは発電のみの事を考えるのではなく、廃棄物処理の 予算・施設枠内を生かして何が出来るかという観点が大事になってくると考えています。 現在の廃棄物処理の予算の枠内で一定の競争力を持った商品が 生まれるならば、そこに価値が発生すると考えます。メタノールは 今後も燃料電池発電に使われるでしょうが、それは天然ガス由来であり続ける と考えられますので、現時点での廃棄物処理を通した発電活用には MCFCか蟻酸系しかしかないのではないでしょうか?
673 :
527 :2005/07/10(日) 00:14:36
>これらは普通のゴミよりも単位当たりの熱量が大きいのかもしれません 高くても10kcal/g程度です。 しかもあそこで算出した18kcal/gは、非現実的に高効率であると仮定した値です。 よって信じることはできません。 >温度・圧力・触媒条件を調節する事によって >副産物の生成を抑制するしかないののではと考えています CO2とCOでどちらがNaOHと反応しやすいでしょうか? それともCO2の濃度が圧倒的に低いとか? その様な条件でそれほど高熱が出るとも思えず胡散臭いです。 >水酸化カルシウムが有利という事になるかと思います それは蟻酸カルシウムが高効率に作れてからの話です。
674 :
527 :2005/07/10(日) 00:26:56
>その点が間違っていない限り議論の本質は変わらないと考えます 議論が根本的に間違っています。 あなたはゴミの利用について考えているはずです。 その場合にメタノールと蟻酸Naが作れるとして、誰かに売ることを考えます。 仮に市場価格をメタノール1に対して蟻酸ナトリウムが3とします。 さて使用目的は燃やしてエネルギーを得ることです。 メタノールの方が体積当たりの電力量がずっと高い。 しかも安い。 誰も蟻酸ナトリウムを買いません。 それとも蟻酸ナトリウムを合成原料として売りますか? またマスバランスが合いませんし、目的が変わっていますね。 >CH4 → CH3OH >の反応の方が >CO → CH3OH >の反応よりもエネルギー負荷が大きいのは間違いないのではないでしょうか? そうです。大きいです。水蒸気改質があるせいで。 だからゴミのガス化でメタノールを合成する意義を高めます。
>>610 >MCFCの問題点はなんだったか忘れました。
MCFCは重電と電力が金をかけてるので研究が続いて
いるが、FCの中では最も実用化の可能性が低いと思う。
川越の1MWプラントは、発電電力よりも消費電力の
方が大きかったという噂も.....
676 :
481 :2005/07/10(日) 00:33:36
>>これらは普通のゴミよりも単位当たりの熱量が大きいのかもしれません >高くても10kcal/g程度です。 >しかもあそこで算出した18kcal/gは、非現実的に高効率である >と仮定した値です。 よって信じることはできません。 NEDO事務局MCFC担当はこういった本質的な質問に、 問い合わせても何故答えないのか?疑問に思います。 ただこの20kg/ゴミ、250kWという公表データが、 実際は仮に公表値の3分の1に過ぎなくても 日本全体の電力量が賄えるシュミレーション結果に前回になっている ので桁が間違っていない限り大きな問題はないかもしれません。 ただこの点に関しては可燃性廃棄物2.1億トンが 日本全体の電力量を賄える規模であるという点が 確保されさえすれば今回の議論の趣旨は崩れないのではないでしょうか?
677 :
481 :2005/07/10(日) 00:59:17
>川越の1MWプラントは、発電電力よりも消費電力の >方が大きかったという噂も.... もしこれが事実ならば、ああいった公表データを全国公開し 問い合わせをしても答えていただけないNEDO・MCFC担当 の今回のご対応はどう考えれば宜しいのでしょうか・・・・・・・・. しかし万一事実だった場合は、 @可燃性廃棄物2.1億トンを、C1転換しメタノール1億トン にして生産できる電力量は約100兆W。其の一方、日本の 全世帯が1年間に消費する家庭電力量はやはり100兆W程度。 (業務用電力の供給は無理) という方向性をとるか A可燃性廃棄物2.1億トンを蟻酸塩転換する一方で 残った水素ガスをPEFC発電に回す方向性 をとるか、熱力学的に有利なのは後者でも、前者ならば 圧倒的にデータが蓄積している状況と分析という状況でしょうか。
678 :
650 :2005/07/10(日) 01:02:25
>>657 >実測値で議論するスタンスを出来る限りとる方向性を
そもそも、ラボレベルの実測値がそのまま実現できるわけがないでしょう?(苦笑
「いい」という前提の上で必要な値を取捨選択し、
そこで理論を構築しているのに、客観性のある理論など望むべくもないです。
そんなに比較がしたいのなら、仮想データの方の実機プラントを建設するか、
実機プラントの方のラボレベルでの値でも引っ張ってこないと不公平でしょう。
>>655 >水素を取り出すのにエネルギー使ったり二酸化炭素出したりで意味なくね?
水素社会ってのは、どうやったら既存の方法よりも二酸化炭素の放出量が抑制できるか、
という議論でしかないのですよ。
トータルのエネルギーバランスの問題であって、
こっちが良いあっちが悪いというゼロかイチかの議論ではないのです。
#ある意味、そういう白か黒か的な思考回路の人は環境工学をやらない方が
#社会のためと言っても言い過ぎではないでしょうね。
679 :
527 :2005/07/10(日) 01:06:09
>>675 >川越の1MWプラントは、発電電力よりも消費電力の方が大きかったという噂も
そうなんですか。
運用にかなり電力がかかるのですね。
>>676 >実際は仮に公表値の3分の1に過ぎなくても
私はトータルでは10分の1以下になると踏んでいます。
まあNEDOが詳細なデータを明かさない限り水掛け論になるのでやめます。
> メタノール利用型(富士通等)の重層ならば、金額的にもスペース > 的にも発電量的にも、各家庭に(レンタルではなく)買取で設置で > きる技術水準に既に到達している。 到達していません。 単セルレベルではDMFCよりも開発が進んでいて性能もコストもDMFCを 凌駕しているPEFCですら、家庭用クラスの機器としての完成度は現状 の通りです。 今回の富士通の試作機程度(数Wクラス)のPEFCなら、10年以上前(いや、 もっとずっと前)からありました。 DMFCを家庭用に実用化するには、スケールアップ、システム化、高効 率化、長寿命化、等々多くの課題が山積みです。
681 :
481 :2005/07/10(日) 01:13:41
>あなたはゴミの利用について考えているはずです。 >その場合にメタノールと蟻酸Naが作れるとして、誰かに売ることを考えます。 >仮に市場価格をメタノール1に対して蟻酸ナトリウムが3とします。 >さて使用目的は燃やしてエネルギーを得ることです。 >メタノールの方が体積当たりの電力量がずっと高い。 >しかも安い。 >誰も蟻酸ナトリウムを買いません。 この議論はメタノールを合成した場合は水素ガスが残らないのに対し 蟻酸ナトリウムを合成した場合は水素ガスをFC発電に回せる事を前提に 立てられたものではありません。蟻酸ナトリウムの体積当たりの電力量が相対的に 低くても同時に生産できる水素ガスからそれを補う発電が可能ならば 帳尻はあってきます。その定量的な把握なしには上の質問は出来ないと思います。 アルカリ金属と二酸化炭素ガスとの反応性の問題も含め今後実験を試みてみます。 ご指摘有難うございました。
682 :
650 :2005/07/10(日) 01:13:43
>>679 >まあNEDOが詳細なデータを明かさない限り水掛け論になるのでやめます。
国策やら企業の絡みやらもあるから、明らかに出来ないデータもあるでしょう。
あるいは、NEDOのMCFC担当者ですら、良く知らないとか。
実際、お役所の中だけで研究をしているわけではないのですから。
683 :
650 :2005/07/10(日) 01:31:27
>>674 >そうです。大きいです。水蒸気改質があるせいで。
>だからゴミのガス化でメタノールを合成する意義を高めます。
んーと。メタンの水蒸気改質+水性シフト反応+燃料電池だけど。
ガチに理論値でシミュレートすれば、エネルギー効率80%くらいいくと思うのですけど。
あと、改質器に複数の触媒を入れて、
改質とシフト反応を同時にやってしまおうって研究も随分前からありますよ。
色々問題があって(←興味があったら調べて下さい(^^))実用化の目処すら立ってませんが、
ラボレベルでの実測値ならかなりいい線いっている筈です。
684 :
527 :2005/07/10(日) 01:39:44
>この議論はメタノールを合成した場合は水素ガスが残らないのに対し
論点がすり替わっています。
そもそも私がメタノールをもし合成するとすれば
どういう程度でどうするかについては記述済みです。
あなたの反論はそこから外れています。
>>682 >>国策やら企業の絡みやらもあるから、明らかに出来ないデータもあるでしょう。
確かに企業の人は本当に面白い優れたデータは機密にして
学会や論文で出さないということは往々にしてありますからね。
トヨタとNEDOの合同プロジェクトであるということは
それなりの戦略があるのは明らかで
下手に実験データを漏らせば国内外他社に利用されてしまう恐れがありますし。
685 :
527 :2005/07/10(日) 01:51:26
>>683 >ガチに理論値でシミュレートすれば、エネルギー効率80%くらいいくと思うのですけど
水蒸気改質が800℃以上で吸熱(部分酸化無しでは)なので
そのロスがよく主張されていますがどうなんでしょう。
論文で現在に難癖をつけるための決まり文句というだけかもしれませんけど。
あと改質とシフト反応を同時にしようと思うと
(これは水素製造のことで良いですよね?)
もし水蒸気改質が800℃以上とすると
CO + H2O ⇔ CO2 + H2の平衡がかなり右によっているのではないかという気がしますが
(であるからこそ、高速高温の一度目のシフトと
低温高転化率の二度目のシフトが組み合わされているわけで)
もしラボレベルでは良い結果が出ているとすれば
そこをどう解決しているのかが気になります。
機会があったら調べてみます。
686 :
527 :2005/07/10(日) 01:53:12
>>685 >CO + H2O ⇔ CO2 + H2の平衡がかなり右によっているのではないか
間違えました。左です。
687 :
650 :2005/07/10(日) 02:06:18
>>685 ええっと。
改質器内で二酸化炭素を減らす方向に持って行ければ、改質温度自体を下げられます。
カルシウムか何かで吸脱着させればいい訳で。
#何が問題かは、検討つくと思いますが。
>>683 > んーと。メタンの水蒸気改質+水性シフト反応+燃料電池だけど。
> ガチに理論値でシミュレートすれば、エネルギー効率80%くらいいくと思うのですけど。
計算値でも実測値でも90%以上いきます。
まぁ、最終的にはどこまで頑張って熱回収するか次第ですけど。
(もちろん起動とか待機を含まない定格運転時の話ね。)
689 :
527 :2005/07/10(日) 12:09:09
>>687 >#何が問題かは、検討つくと思いますが。
生石灰だか消石灰だかで温度を下げられるとしたら
反応速度の低下と副反応の進行ですかね?
あとひょっとするとシフト触媒の失活とか。
高温用のFe-Crにしても通常用いられるのは350-400℃ですから
新たな触媒が必要かなと。
>>688 >計算値でも実測値でも90%以上いきます
正直に言って既存の石油(天然ガス)化学プロセスを、
新しい反応プロセス作ったから代替しようと言っても
既にかなり上手く回っていて凄く難しいですね。
水素安いですからね…。1円/molくらいでしたっけ。
よく考えたら、MCFCってCOを直接使えるからシフト反応器いらないんじゃ…? あ、そういう議論をしているわけではないのか。 そろそろ、「蟻酸ナトリウムを何の代替として何に使うのか」を整理した方がよくね? 論点がぼけてわかりにくいよ。
691 :
527 :2005/07/10(日) 14:53:56
>>690 私もそれを問うているのですけど、
それには返事が無くて、
蟻酸塩が熱力的に「理想的には」最もロスが少なくて
かつ経済的にこれしか見合うものが無いと主張されるので
もう追求する気力がありません。
692 :
481 :2005/07/11(月) 09:39:25
現在までの議論を整理させていただくと、現在の技術段階である程度言えるのは 1.可燃性廃棄物2.1億トンからメタノールを1億トン前後生産する事は可能。 それをDMFC燃料電池発電に回せば、日本全体の家庭消費電力100兆Wは 賄えるが、その7倍存在する業務用消費電力は賄えない。よって、其の場合、もし 本方法で日本全体の電力を賄う必要性が出れば、バイオマス(雑草など)を7億トン、 別途栽培&回収せねばならないが、生態系破壊につながりうる面もあり、注意を要する 2.蟻酸塩・蟻酸に関しては、『上のメタノール転換法とは違って廃棄物燃焼ガス中 に大量に残す事ができる水素ガスが単位廃棄物中何Lで、そこから得られる 電力エネルギーの概算が何Wなのか、そして蟻酸塩から生産できる電力エネルギー 及び水酸化カルシウムのCO選択反応性をより詳しく計算しないと次の議論には 進みにくい。ただメタノールよりも蟻酸の方が電流密度が大きいので、高出力を要する 特殊目的には一定のニーズが出てくる事は期待される。また上のメタノール転換時 と比較し、水素ガス抱き合わせで考えれば熱力学的に有利という試算もある』
693 :
481 :2005/07/11(月) 09:39:46
3.高温ガス化MCFCに関しては『愛知万博のNEDO・トヨタ高温ガス化MCFCの データ12.5kW/kgは不自然に高く、そのままの数値では信用できない。しかし、 実質発電効率がこの公表値の3分の1に過ぎなかっても、業務用を含めた日本全体の 消費電量量800兆Wを賄える。公表値の10分の1でもメタノール転換時電力量より 大きい。現在、川越プラントで出力エネルギー量より大きいとの未確認情報もある 「システム稼動のための投入必要エネルギー量」は、全国自治体のゴミ焼却場運営 に元々必要な各種エネルギーと相殺できる部分も大きいが、これ以上の議論は トヨタ・NEDOからの更なる情報開示がないと難しいのが現状。』 4.天然ガス(メタン)からの水蒸気改質+水性シフト反応+燃料電池システムの ラボレベルでのエネルギー転換効率は実測値で9割水準に到達している。 ラボレベルとプラントレベルで差が出てくるとしても、この数値で千葉・新潟はじめ 日本全体の天然ガス採掘量から何Wの電力エネルギーが算出できるのか試算が必要。 というところではないでしょうか。
694 :
481 :2005/07/11(月) 09:43:40
上のWはWhの間違いです
嘘ばっか。特に4
>水蒸気改質+水性シフト反応+燃料電池システムの >ラボレベルでのエネルギー転換効率は実測値で9割水準に到達している 燃料電池だけで、しかも発電効率だけ考えても5割なのに何言ってんの? >481
ここまでの結論は蟻酸塩が実際に変換効率が高くなる可能性自体も怪しい上に 用途が未だに一つも提示されず、性質から考えても極限られているということでしょう。
698 :
481 :2005/07/11(月) 12:51:41
>>696 688の方の以下の文章は発電効率だけでなく「熱回収率」を入れて90%
とおっしゃっているのではないでしょうか?メタン改質に関して
資料を一定深度で調べた事がないので私の勘違いなら
教えていただければ嬉しいです・・・ただ、日本の天然ガスの総生産高
28億m3から1m3メタンが6.5kWhに相当すると仮定して
発電能力を計算しても日本全体の電力消費量の2%程度にしかならず
天然ガスに関しては量的に余り使えないのではと推測していますが
いかがでしょうか?
>> んーと。メタンの水蒸気改質+水性シフト反応+燃料電池だけど。
>> ガチに理論値でシミュレートすれば、エネルギー効率80%
>>くらいいくと思うのですけど。
>計算値でも実測値でも90%以上いきます。
>まぁ、最終的にはどこまで頑張って熱回収するか次第ですけど。
>(もちろん起動とか待機を含まない定格運転時の話ね。)
699 :
481 :2005/07/11(月) 13:12:25
バイオマスC(1.3)H(2)O(0.9) + 水蒸気0.4H2O → 発生ガス燃焼 [0.8H2+0.7CO+0.3CH4+0.3CO2] + 39.7 kcal/mol (吸熱) が1〜3のガス化部分の反応式になります(薬師堂、坂井:2005)ので、 一昨日、トヨタ・NEDO高温ガス化MCFCの公表値の査定において、 ゴミ1gに相当するカロリー計算が合わないと、ここでご指摘があった点の 少なくとも一部はこの吸熱反応で説明できると考えられます。この吸熱部分は バイオマスそのもの若しくはバイオマス由来ガスを燃焼させた熱量から とれば採算がとれると考えられているようです。 また現在の技術段階で、可燃性廃棄物2.1億トンから1億トン前後のメタノール が生産できる事自体は一定範囲で実証データが積み重ねられており、かつ メタノールは何も燃料電池のみに使わなくても、カーレース・インディのように メタノール自動車を走らせればよく(ガソリン車より高速)、更にはバイオマス自体は その気になれば7億トン規模の(ほとんど肥料がいらない)雑草栽培に走れば よいので確かに可燃性廃棄物由来メタノールは(天然ガス総生産量換算 エネルギー量が2%規模に過ぎない事が今回新たにわかった以上)有望だと 考えざるを得ません。蟻酸に関してはまだ今後データが必要でこれ以上の議論は 難しいと考えます。
>>698 意図的な誤読?
>この吸熱部分はバイオマスそのもの若しくはバイオマス由来ガスを燃焼させた熱量
つまり481の計算はやはり間違っていたということね。
それでも帳尻合わない気がするが。
>>692 1.
527はCOを全てメタノールにしろなどとは言っていない。
(もしやるなら)メタノール需要に対して製造するということを提案していたはず。
基本的に燃やすか、SOFCやMCFCに持っていけば良いはず。
702 :
481 :2005/07/11(月) 23:34:05
>論点がぼけてわかりにくいよ。 >私もそれを問うているのですけど、それには返事が無くて・・・ メタノールC1転換において バイオマスの不完全燃焼ガスの組成は大まかには H2(分子量2) 40%程度 CO(分子量28) 25%程度 → 等モルのメタノールに変換 CO2(分子量44) 15%程度 → 等モルのメタノールに変換 となりますが、容積比とモル比が一致している事を前提に考えれば、 @CO+2H2 → CH3OH (分子量32) ACO2+3H2 → CH3OH + H2O の反応を行わせるにあたって、H2ガスは(COガスとCO2ガスの合計モル数) の倍以上のモル数が必要となってきます。 しかし上のガス組成を見る限り、水素ガスのモル数は全く足りず、不完全燃焼中の 水素ガスを完全に使いきってしまう形で固形燃料のメタノールを合成する形に なるかと思います。
703 :
481 :2005/07/11(月) 23:35:03
本方法では廃棄物1kgからメタノールが約500g。モルでは500÷32=15.6モル 出来る計算となりますが、上のガス組成を見てみると、それとほぼ同モル数の水素ガス が元々廃棄物不完全燃焼ガス中にあった事になるかと思います。 この水素ガスの量は、廃棄物1kg当たりでは大雑把に考えれば 15.6モル×22.4=350L存在する事になるかと思います。よって廃棄物1トンから 350×1000L=3.5×100000Lの水素ガスが生産できる。これを 全国の可燃性廃棄物2.2億トンで換算すると 2.2億×3.5×100000L=77兆Lの水素ガスを産生できる。 一方、水素ガスはMCFC、SOFCではなくとも現時点の自動車用のPEFCでさえ、 10Wh/Lの割合で電力転換する事が可能と聞きます。(なおNEDOの 2010年目標値ではその100倍の1000Wh/Lとの事ですから今後更に この数値は上がる事が期待できますが・・・
704 :
481 :2005/07/11(月) 23:35:45
よって全国の可燃性廃棄物2.2億トンに由来する水素ガス(77兆L)から 今の技術段階で生産可能な電力量は770兆Wh。これはやはり 日本全体の必要電力量840兆Whと同じオーダーとなり、可燃性廃棄物2.2億トン の不完全燃焼ガスの水素ガスだけでやはり日本全体の電力量が賄える計算となる。 これを考えれば結論としてはやはり可燃性廃棄物中の水素ガスを全て消費する メタノールC1転換法は適切ではなく、水素ガスをメタノール合成には使わず、 全て燃料電池発電用にとっておいた上で更に固体燃料も同時に作れる 蟻酸合成法が望ましいと考えられるのではないでしょうか? ご多忙のところ申し訳ありませんが、以上の計算において私の勘違いで桁が間違っていたら、 あるいは不勉強に起因する根本的な誤りがあればお教えいただけないでしょうか?
>一方、水素ガスはMCFC、SOFCではなくとも現時点の自動車用のPEFCでさえ、 >10Wh/Lの割合で電力転換する事が可能と聞きます。(なおNEDOの >2010年目標値ではその100倍の1000Wh/Lとの事ですから 一体どんな計算してんのさ? おまえ全然物理化学分かってないだろ? 1リットルで1000Whだ? 何気圧だよ? スタンダードボリュームで考えれば1/22.4molで取り出せうるエネルギーは3Whだよ。 燃料電池で電力として使えるのがさらに半分くらいだから1.5Wh。 自分に都合のいい情報操作はやめてくれ。 それとも何か。電気化学の理論的な平衡分圧では1-2Vくらいで 核融合が始まるとか言って、セルごとメルトダウンしたとか 報告したものの誰にも再現性が取れないアレか。 しかもメタノールが固形燃料って、酢酸カルシウムでも使って固めるのかw
バイオマスについては、「バイオディーゼル」とかの考えもあるよ。 電気に全部使えると安易に考えない方が良いね。現在、車は電気で走っていないのだし。 あと「製造可能」であって、コストに見合うかどうかは問題外かい? ゴミってのは一箇所で焼却処分しているわけじゃないよ。 全国の処分場にプラントを作るか、あるいは一箇所に運搬するコストを”第一に”考えないとね。 包装容器リサイクル法施行前後から、廃棄物の減容化の研究を始めたところがかなりあります。 それを考えないで、机上の空論で数字だけいじってる人に環境問題を論じる事は出来ない。 (そもそも今、環境問題で問題なのは運輸部門でしょう?) 燃料電池の効率90%ってのは、いかに熱回収をやるかって事だろうが、 熱交換の効率を考えたら、実機プラントのサイズがどれほどになるかね? 要は「ラボレベルの実験だったら、相当にいい結果が出るに決まっている」というだけに過ぎない。
708 :
481 :2005/07/12(火) 09:05:06
貴重なご指摘有難うございました。 ご指摘の点、検討してみます。ただ、 >燃料電池で電力として使えるのがさらに半分くらいだから1.5Wh。 として計算した場合でも、全国の可燃性廃棄物2.2億トンで換算すると 2.2億×3.5×100000L=77兆Lの水素ガスから産生できる 電力エネルギーは120兆Whとなります。その際、それだけでも 可燃性廃棄物2.2億トンから生産できるメタノール由来の 電力エネルギー100兆Whを越えます。 よって其の上に固形燃料(蟻酸Na)、液体燃料(蟻酸)が生産できる事になり その分の発電量が更に上乗せされますので トータルで見ればバイオメタノール法よりも蟻酸生産法の方が 圧倒的に有利です。 >しかもメタノールが固形燃料って、酢酸カルシウムでも使って固めるのかw 前の投稿において言及した固形燃料は蟻酸Naを指します。 この方法では気体燃料(水素ガス)、液体燃料(蟻酸)、固形燃料(蟻酸Na) の3通りが全て出来る点が特徴です。
709 :
481 :2005/07/12(火) 09:05:37
>>708 はいはい。だからなんで全部メタノールに持っていった場合と比較するのか教えてくれるかい?
そして蟻酸(塩)が必要と言える場所は少なすぎて話にならない。
いくらエネルギー的に有利だとしても、
おまえは適用に関してはまるっきり分かっちゃいない。
>水素ガスを完全に使いきってしまう形で固形燃料のメタノールを合成する形に
>なるかと思います。
>前の投稿において言及した固形燃料は蟻酸Naを指します。
ふざけるなよ。どうしてこの発言で蟻酸ナトリウムを指すんだよ。
>>707 コストが見合うとした場合の議論ですね。
多分現状では様々な問題の発生もあって割に合わないと思う。
ごみ焼却場をどれだけ集約できるのかってのも、ご指摘の通りですね。
今のままだとそこら中にプラント乱立して余計に(以下略。
>>703 同モルのメタノールと水素があったとして、
水素から得られうるエネルギーの方が多くなるという計算を
具体的に示してもらえますか?
ちなみに以下の値を使ってよろしく。
O2(g) S=205J/Kmol
H2(g) S=130.7J/Kmol
CH3OH(l) S=126.8J/Kmol Hf=-238.7kJ/mol
H2O(g) S=69.9J/Kmol Hf=-241.8kJ/mol
CO2(g) S=-117.6J/Kmol Hf=-413.8kJ/mol
CO(g) S=197.7J/Kmol Hf=-110.5kJ/mol
712 :
481 :2005/07/12(火) 09:55:01
>>705 >1リットルで1000Whだ? 何気圧だよ? スタンダードボリュームで考えれば
>1/22.4molで取り出せうるエネルギーは3Whだよ。 燃料電池で電力として
>使えるのがさらに半分くらいだから1.5Wh。
お忙しいところコメントをいただき大変有難く感じております。おっしゃるとおり
私には勘違いが多いので、恐らく私が間違っているのだと思いますが、物理化学
専門家以外の多くの閲覧者の方々の啓蒙のためにも、念のために再度、確認を
お願いできないでしょうか?
まず東芝の以下のURLを開け、一番上の図(燃料電池は電池ではなく発電機)
を見ていただけないでしょうか?ここに水素の理論エネルギー密度が
「33Wh/g、2.9Wh/ml」と明記されています。
http://kagakukan.toshiba.co.jp/06energy/newtech221.html 従いましてもしこの東芝のHPが正しければ、水素1Lから取り出せる
理論エネルギー量は2.8kWhとなり、
>1リットルで1000Whだ? 何気圧だよ? スタンダードボリュームで考えれば
>1/22.4molで取り出せうるエネルギーは3Whだよ。
と先生がお書きになった3Wh/Lは桁が3桁違っている事になるのではないでしょうか?
(私の勘違いなら平にお許しください)。
713 :
481 :2005/07/12(火) 10:25:05
714 :
481 :2005/07/12(火) 10:25:44
ここで圧縮水素350バールは345気圧ですから、水素4.2Lは 1気圧では1500Lに相当し、この1500Lで1時間走行できる。最高速度は時速140kmで 最大出力は65kWですから、65kWhで140km走行し、その間の水素消費量は1気圧で2100L。 従ってこのベンツ燃料電池は水素1L当たり0.031kWh。すなわち31Whの電力を生産している 計算になるかと思います。 これは上の教材用の燃料電池の約24倍ですが、教材用の燃料電池よりも 白金使用量が多く触媒やセパレータも工夫しているでしょうから、24倍の差は不自然ではないと 考えました。またこの計算はあくまでも高速走行を前提に計算していますので、もっと 省エネ運転すれば燃費に相当する水素1L当たりのエネルギー生産効率は上がるかと思います。 またこれはPEFCのデータですから、SOFC,MCFCなら一桁効率が良くても不自然ではない と考えます。 従いまして、先生が705でおっしゃった >燃料電池で電力として使えるのがさらに半分くらいだから1.5Wh。 に関しましては、恐れながら桁が違っていると考えてしまうのですが、私の計算方法に 勘違いなどがありましたら、どうかお教えいただけないでしょうか?
717 :
481 :2005/07/12(火) 10:48:10
>>703 >>704 以上の参考資料の提示により
全国の可燃性廃棄物2.1億トンを不完全燃焼させた際に得られる
77兆Lの水素ガスを、仮に10Wh/Lではなく、メルセデス・ベンツA クラスが
2年前に公表した30Wh/LのPEFCを用いて電力生産させるとした場合
(実際はSOFCやMCFCでしょうから更に一桁は効率アップしているでしょうが)
2310兆Whの電力生産を今の技術で行う事が可能となり、
この電力量は日本全体の電力消費量(業務用、家庭用共)840兆Whの3倍
近くになるかと思います。
よってこの有り余る電気エネルギーを3分の1程用いて
HCOONa + H2SO4 → HCOOH + Na2SO4
で発生するNa2SO4を電気分解し、硫酸と水酸化ナトリウムを再生産し、其の上で再度
CO + NaOH → HCOONa
の反応を行わせるならば、事実上、全国2.1億トンの可燃性廃棄物から
日本全体の電力必要量の2倍を水素ガスで生産でき、其の上で
固形燃料として蟻酸Naを、液体燃料として蟻酸を生産できる。
そして蟻酸は米国FDAでも酢酸レベルの安全性が保障されている。
また電力エネルギー自体が余りますので、そのエネルギーを用いて、NaOHと副次反応する
二酸化炭素ガスを炭酸系の吸着剤で除去し、上の反応効率を高める。
其の一方で三菱重工などのバイオマスメタノール法では
不完全燃焼ガス中の水素ガスを使い切ってしまうので、非常に非効率である。
そう考えれば次世代のエネルギーシステムは、やはりバイオマス蟻酸系ではないでしょうか?
>>717 おっまた主張のすり替えか。
ほんの数パーセントの熱力的な有利で蟻酸を謳っていたのが
今度は電気分解してもエネルギーが間に合うか?
ついでに715と716読めよ。
719 :
705 :2005/07/12(火) 11:18:22
>>712 >私には勘違いが多いので、恐らく私が間違っているのだと思いますが、物理化学
>専門家以外の多くの閲覧者の方々の啓蒙のためにも
大学1,2年のしかも基本的な熱力しか使っていない。知っているのが前提だ。
720 :
705 :2005/07/12(火) 11:24:07
>>712 >33Wh/g、2.9Wh/ml
ちなみにこの時点で両者辻褄が合っていないのが分からないのか?
ちなみに左の値は正しい
721 :
705 :2005/07/12(火) 11:30:03
いや右の値も液体なら正しいなw
723 :
481 :2005/07/12(火) 12:27:55
>まず東芝の以下のURLを開け、一番上の図(燃料電池は電池ではなく発電機)
>を見ていただけないでしょうか?ここに水素の理論エネルギー密度が
>「33Wh/g、2.9Wh/ml」と明記されています。
>
http://kagakukan.toshiba.co.jp/06energy/newtech221.html 確かにこの表記のうち33Wh/gが正しかったと言うのが結論かと思います。
このHPの右の表記はタイプミス(か説明不足)だったのでしょうか?勘違いをご指摘いただき
感謝します。其の場合、水素ガスエネルギー密度の理論値が2.9Wh/L。
実質1.5Wh/Lと見て可燃性廃棄物2.2億トンから産生できる77兆Lの水素ガスから
産生できる電力量は115兆Wh。この場合でも水素ガス分だけでメタノール法より
生産効率は高くなります。この点、先生の理論値と合わなくなるのは、DMFCの
メタノールの実質電力転換効率が理論値の20%程度で、水素ガスの実質効率の場合
の半分程度だからではないでしょうか?熱力学だけでは見れない事もあるかと思います。
なお、 AIST循環バイオマス研究ラボの以下のHPによると、
http://unit.aist.go.jp/biomatech/baio.files/frame.htm バイオマスの燃焼方法によっては発生できる水素ガスの量は更に拡大するようで
『10トンのバイオマスから約1万立方mのクリーンガス 1000万L』
という表記が確認できます。これが上の東芝HP時のような誤表記(もしくは説明不足)
がないならば、単位バイオマス当たりの水素生産量は私の前回の計算より更に3倍上がるようです。
従って其の場合水素ガス分だけで345兆Whの電力生産が可能となり、
これで国家の電力消費量の4割が確保できる事になるかと思います。
よって現在、日本全体にある可燃性廃棄物2.1億トンと同等程度の
バイオマス(雑草、下草、海底泥等)を肥料を使わずに栽培・収穫できれば
国家全体の電力エネルギーは今の段階でも確保できる大筋は既についているというのが
議論の一つの結論ではないでしょうか?
724 :
あるケミストさん :2005/07/12(火) 12:39:35
そのうちの何割が実際にプラントで希望道理の品に変換できるのかね? バイオマスぎさんとやらの、プラントあたりで採算ベースに乗る生産量の下限を示してほしい。
>>723 いい加減にしろよ。
自分に都合が良くなるように恣意的に操作したケースで比較するのはやめろよ。
711の問題解け。
それともニュースに書かれていたことは鵜呑みで自分では
科学的に判断することもできないのか?
726 :
481 :2005/07/12(火) 13:04:28
科学的なニュースに関しても他の分野のニュースと同様、 ミス等が多く鵜呑みに出来ない事が多い状況を踏まえた上で、 このようなメディアの中で一つ一つ検証を積み重ねていき 確かな情報を公共と共有していく作業を進めるのは 非常に貴重と考えています。 資料を調査・分析するのにもうしばらく時間が必要です。
728 :
あるケミストさん :2005/07/12(火) 18:56:20
>481さん 蟻酸で行くとすると、まず、学術的な突破口がないと、主流にはなりにくいのでは? 水素やダイレクトメタノールを凌駕する電池セルとしての優位点がほしいでしょう。 国内、および海外の当該分野の研究者たちの研究現況はどうなっているのですか? 蟻酸の優位点はセル性能として出せる種は学術的にあるんですか? それともう一つは、蟻酸で行くと、二酸化炭素で終わります。その処理に投入すべき エネルギー分を差し引いても以前、プラントレベルで十分なゲインを期待できるのですか? 無機塩にするにもエネルギー投入が必須でしょう。
トータルと言っても非常大雑把なところではあるけれども考えて見ますと まずゴミのガス化。 有象無象の液体固体成分が出てきて、 人による頻繁なメンテナンス及び廃棄物処理が必要だったと記憶しています。 そしてゴミの種類によって燃焼温度が不均一になって上手く動作できなくなる。 (ついでにダイオキシン類を発生させないためには高温での完全燃焼が好ましいが 勿論それはできない。1300℃ガス化では一応発生しないと「されている」。 ただし高温ガス化では重金属の飛散が起こるのでそれへの対応も必要) まずこれの解決。 次にガス化が上手く行ったとしてH2 CO CO2 otherのガスが出てきます。 これを燃やす場合、多分あまり問題は無く発電できるでしょう。 SOFCやMCFCに持っていく場合、otherが炭素析出を起こさなければ将来的に上手く行くかもしれません。 あるいは連続運転には分離が必要になるかもしれません。 というか多分含硫黄化合物は除去が必要ではないでしょうか? 需要(ノートPCのバッテリなど)に応じてメタノールも合成する場合、触媒が死ななければできるかもしれません。 上手くできて経済的にペイすれば使えるでしょう。 ペイしなくてもこれに関しては環境のためと政府主導で動けば何とかなる「かも」しれません。 メタノールが必要なところは主にモバイルであり、 水素が使いにくいところに限られます。(PCに高圧タンクなんか付けられないでしょ) ですが逆に言うと多少効率が悪くても需要があります。 蟻酸塩を合成する場合、大量の炭酸塩を副生しないために 最低でもCO2を分離しなくてはなりません。 しかも低いエネルギーや危険な生成物のために用途がかなり限られるでしょう。 蟻酸を合成する場合、蟻酸が比較的強い酸のため 蟻酸塩から蟻酸を作るとすれば、強酸が必要になりその塩が大量に副生します。 481氏はそれを電気分解で元に戻すことを提案していますが 電気分解に必要なエネルギーは莫大であり意味が無いと思われます。 またやはりその性質のために耐食加工が必要になりコストが嵩みます。
>>723 >国家全体の電力エネルギーは今の段階でも確保できる大筋は既についているというのが
>議論の一つの結論ではないでしょうか?
一切ロスが無ければそのとおりになるでしょう。
しかし現実にはロスやコストが莫大であることをお忘れなく。
例えば核融合発電だって、理想的には無尽蔵とも言えるようなエネルギーですが
現在は核融合させるのに必要なエネルギーの方がさらに多いです。
よって、理論的には足りるが、現実的にはまだまだ乖離していると考えるのが妥当です。
そもそも
>バイオマス(雑草、下草、海底泥等)を肥料を使わずに栽培・収穫できれば
こんなことが可能だと思いますか?
481って高校生なんかな? 僭の計算がまだできない(と取られても仕方が無い)とは。 しかしそもそも毎年石油を3億トンも消費している 今のあり方を変えないといずれ抜き差しなら無くなるんで無いかな? 各家庭に燃料電池置くなら、太陽電池を置いた方が良いのではと思うのは気のせいですか? 今は脇でコソコソやっているから高いけど、量産化したらもっと安くなるだろうし。 問題は廃棄をどうするかだけど、砒素とかアンチモンとか使わなければ それほど困らない気もするし。 そういえば481は効率を追求しながら、何故か無線充電を押していたけど あれってまともな効率で充電できるんですか? どう考えても…。 しかもそこらじゅうに設置みたいなことも言っていたような気がするけど そうするには電気代タダみたいにしないと駄目でないか? 全ての充電される側がコンピューター積んでて、 どれだけ充電されましたみたいのを送ると言うなら別だけど(非現実的)、 充電させる側で相手を認証みたいなことはできないでしょ?
書き込み時間から考えて、大学生(学部生)だろ。浪人生かもしれんがw
そもそも「ゴミを燃焼させて水素ガスを取り出す」=「ゴミを不完全燃焼させる」って事なんだということが解ってるのかね?
734 :
481 :2005/07/13(水) 09:19:07
研究開発を業務の一環とする者が、関連分野のメイリングリストや フォーラムで研究方針等に意見の交換を行う事は一般的に行われている 事であり、この場がそれだけの質を有したところであるかは、 参加者の投稿内容で判断されるべきものであり、名誉毀損や 互いへの尊重を忘れない形で、そういった場を共同で作っていく作業は 学術的にも政策研究的にも意味があると考えます。各学会のメイリングリスト では当然ですが学会員しか参加できませんが、学会が細分化されているため 少し分野が違うと互いに何をやっているのかわからないのが現状です。 例えば工学系、薬学系、農学系、文学系の壁を越え品位を保って 自由に参加できる環境科学フォーラムは聞いた事がありません 存在しません。 燃料電池に関連した総合科学・政策案に関して 企業や官庁や 研究開発者や中高校生や主婦も含めた「一定の品位を保った」 議論の場が、どこかで出てくれば社会にとっても有益だと考えます。
>>732 だよなぁ。
卒研か何かでネタを取りに来たとか、
文系の大学生で、興味は持ったものの中身は理解できないから
ニュースなんかを調べまくって喋っているか。
仮に卒研だとしたら、おまえは学部3年間で一体何を学んできたのかと。学問的なことね。
>>733 小学校の時、木材を乾留する実験やったな。
メタノールだの水素だのCOだのメタンだのタールだの
という言葉は直接には出てこなくても。
あれよりは酸素多いけど。
しかし
>>732 >10トンのバイオマスから約1万立方mのクリーンガス
となってくると最早ほとんど燃えてなく、一体何をしてガス化させるのかと。
その実験の後処理、悲惨そうだな。
>>734 であれば、まずあなたがきちんとまず学問を分かった上で、
誤用と都合の良い比較から結論を導くのを止めるべきでは?
737 :
481 :2005/07/13(水) 09:44:51
学問分野が違ってきますと、それぞれ基盤とするあるいは重視する基礎が 一定の割合で当然違ってまいります。ある者は社会学であったり、政策研究者 であったり、微生物学であったり、生態学であったり、物質工学であったり、 化学工学であったり、物理化学であったり、有機化学であったり・・・ あえて喩えてみれば「言語」が違ってきます。そういった中で学際的な分野開拓や 議論を行う上で大切になてくるのは互いへの尊重と名誉毀損が起こらないよう な品位であり、それは人間社会である以上どういったサイバー空間でも同じだ と思います。例えば学際的な環境科学の分野では先生のような化学工学系の方が おられると同時に、環境社会学を専門とする社会学関係者、環境経済学を専門 とする経済学関係者、環境政策学を専門とする行政関係者がそれぞれ共通した トピックについて議論する場が必要になってきますが、そういった場あるいは それに準ずる場において、各々の専門分野に関する知識を持って他分野を見下すあるいは 尊重を忘れる対応があれば学際的な議論を進めるのが困難になってまいります。 そういった一定の配慮を元にこういった場で学術交流等を行うのは 非常に有意義であると考えていますし、有意義な情報・ご指摘が多く 感謝しているところでもあります。
738 :
481 :2005/07/13(水) 11:21:11
燃料電池に関する分野に限らないのですが、個々の分野では 沢山論文が出て深く研究が進められていても、それらの分野が有機的にどのように つながってくるのか、学問が細分化されているので全体像がどうなっているのか 見えない(すなわち縦割り制度のように木は見れても森が見にくい)事もかなり多く感じます。 例えば、グルコース燃料電池、砂糖燃料電池、水素発酵等の研究が 其の各々の分野でかなり進展していても、それが実際のバイオマス活用に どの程度の確実性で貢献しうるのか、各々の技術の限界点、有効点、 はどういった状況なのか(荒削りでも何らかの比較分析を行う場があってもよいと思います・・・)、 そしてそれらが日本全体のエネルギー事情にどの程度貢献しうるのか、 また40年後に本当に石油が枯渇した場合、本当に日本はやっていけるのか、 またその石油代替案として考えられている技術群のポテンシャルは、 現時点ではラボレベルでのデータの解釈だけしか 仮になくともどの程度それぞれ現実性が出てくるのか、 更には40年石油枯渇(ハバートピーク)が本当に正しくこのまま エネルギー不足の方向に社会が急速に進むならば、社会全体として エネルギーと戦争・抑圧等との関連性を踏まえてどの程度危険な 社会状況になりうるのか、自然科学、社会科学を通して そういった事を提示し議論していっている例の一つのフォーラムが つい先日愛知万博でトヨタ社長の主導で行われたと新聞記事で読みましたが、 こういった方向性の議論の場は非常に重要だと考えます。 また「誤用」のご指摘や「都合の良い比較・・・」という批判や検証がないと 議論が出来ないのも事実なので、それを前提に個人的には考えていきたいと 考えています。
739 :
481 :2005/07/13(水) 11:23:36
メタノールの分子式CH3OHからメタノール1モル合成に水素2モルを消費している として(一昨日はここを1モルとしていた誤りを修正)、念のためもう一度確認したところ、 やはりメタノール法よりも蟻酸法の方が有利である可能性が捨て切れません。 基本的には、廃棄物燃焼ガス中のをH2ガスとCOガスを、SOFCとMOFCによって 電力転換する事を国家の電力生産のメインの一つにするべきだという点は あの方と主張を同じくしますが、ここでの論点は其の上での液体燃料の選択です。 前述のように液体燃料はポータブル電源等への必要量だけを作ればよいのですが、 ここでは議論を単純化するために、単位廃棄物量当たりと言う概念を拡大して、 とりあえず国家全体の可燃性廃棄物2.2億トンを全て液体燃料に転換した場合、 各々でどの程度電力転換できるかの概算数値の比較を提案してみたいと思います。 なお、この廃棄物ガス化法は水蒸気由来のH2Oの水素も同時に水素ガスに 転換しますので、ご提案があったような形でメタノールCH3OH中の水素だけを 考えて熱力学的に計算する事は不適切と考えました。其の上で、あえて実測値か それに順ずる値の積み重ねのみで概算致しました(熱力学上の計算では動くはずでも 実際に何度か測定してみたら少なくともバイオマス適用は難しいケースもありますように、 熱力学計算は必ずしも万能ではなく結局は実証試験値を優先にして 構築していきたいと考えています) まず、結論だけ先に述べますと 【可燃性廃棄物2.2億トンからの電力生産可能量】 @バイオマス蟻酸法・・・・・・300兆Wh(うち水素ガスからの電力は231兆Wh) Aバイオマスメタノール法・・・110兆Wh となり、単純に電力生産量だけ比べますと、バイオマス蟻酸法がやはり有利と なる可能性が出てきました。
740 :
481 :2005/07/13(水) 11:24:14
計算根拠を以下に示します。 不完全燃焼ガスからの可燃性廃棄物1kgからのメタノール合成量は 約500g(15.6モル)。その500gのメタノールからの電力生産量は 約500Whとなります。これを全国の可燃性廃棄物2.2億トンに換算しますと、 メタノールの生産高は1.1億トンで、そこからの発電可能量は110兆Whとなります。 一方、メタノールの化学式CH3OHから、水素は4原子あり、 メタノールの2倍のモル数を使っている事になりますので、水素ガスは 可燃性廃棄物1kgからバイオメタノールを合成するに当たって 15.6モル×2倍×22.4=700Lを消費した事になります。 これを全国の可燃性廃棄物2.2億トンに換算しますと、 2.2億×1000×700L=154兆Lの水素ガスの消費となります。 一方、燃料電池による水素ガス電力転換効率は1.5Wh/Lなので、 もしメタノールを合成しないと231兆Whの電力生産が別途可能となった訳です。 更に、本方法での蟻酸の生産可能モル数は一酸化炭素モル数と一致しますので 一酸化炭素と二酸化炭素を同時に使うメタノールのモル数の63%程度。 よって蟻酸による電力転換量は(*蟻酸の電流密度はメタノールより上ですが ここでは計算を単純にするためメタノールと仮に同じとして)更に70兆Wh。 上の水素ガスからの発電量とあわせて300兆Whもの発電が バイオマス蟻酸法から可能となります。 300兆Wh(蟻酸+水素ガス)と110兆Wh(メタノール)ではかなり違います。
741 :
481 :2005/07/13(水) 11:25:10
これを考えれば結論としては、MCFC発電とSOFC発電をメインとするとして、 必要な量だけに限定して液体燃料を作るとしても、やはり可燃性廃棄物中の 水素ガスを全て消費するメタノールC1転換法は適切ではなく、水素ガスを メタノール合成にはあえて使わず、 全て燃料電池発電用にとっておいた上で 更に液体燃料も作れる蟻酸合成法が望ましいと考えられるのではないでしょうか? なお蟻酸生産法の場合、 CO + NaOH → HCOONa HCOONa + H2SO4 → HCOOH + Na2SO4 の2段階合成が必要とされ、生じた硫酸ナトリウムの硝子素材等としての需要を 越えた部分は、電気分解する必要がありますが、生産物の蟻酸が生産する電力 60兆Whの全てがこの(等モルできる)硫酸ナトリウムの電気分解に 原理上必要だったとしても 【可燃性廃棄物2.2億トンからの電力生産可能量】 @バイオマス蟻酸法・・・・・・・・・・240兆Wh(300兆Wh−60兆Wh) Aバイオマスメタノール法・・・・・・110兆Wh もの差が未だ残されており、やはり液体燃料を作る際は、バイオマス蟻酸法が 有利である可能性が捨て切れません。なお、本合成方法では可燃性廃棄物 の不完全燃焼ガスから二酸化炭素ガスを予め除いておく事が望ましく、 其の方法として燃焼ガスを水酸化ナトリウム水溶液中でバブリングし 炭酸ナトリウムとして沈殿させるか炭酸系で吸着するか等が考えられますが、 仮に炭酸ナトリウムとして回収する場合は、水酸化ナトリウム、ガラス、せっけん などの原料となるので、そこに一定のニーズが出てきます。また基本的には 水素ガスで社会を回し液体燃料は限定された使い方に留めるならば、 発生する炭酸ナトリウム量は従来の需要の範囲内に留まる事が期待できます。
742 :
481 :2005/07/13(水) 11:25:34
またグリーン購入法や循環型社会形成推進基本法でこのような循環処理した 商品を優先的に使うよう法規制をかければより社会が循環型に近づく事が 期待できるのではないでしょうか? なお蟻酸はダイレクトメタノール燃料電池においてメタノールや砂糖(グルコース) よりも電流密度が大きい事が論文化されているだけでなく、米国FDAによって 酢酸と同じ安全性が認証されており、防腐剤として家畜飼料に5%程度 加えられているケースもあります。
743 :
481 :2005/07/13(水) 11:40:47
訂正: 砂糖(シュークロース)
744 :
あるケミストさん :2005/07/13(水) 12:02:58
>>742 具体的にリードしている学術的成果の最新状況を、蟻酸について知りたいのです。
>なお蟻酸はダイレクトメタノール燃料電池においてメタノールや砂糖(グルコース)
>よりも電流密度が大きい事が論文化されているだけでなく
瞬間的な値ではなくて?
連続的にせめて24時間以上発電されたことは?
また電流値ではなくて電力(電力量ではない)ではどうなってます?
>>745 そういうわけで、酢酸と同じように扱うことはできませんし
できたとしても酢酸自体危険だということをご存知ですか? >481
お酢でも良いんで十円玉を3日間くらい入れといてみてください。
かなり腐食性が強いんですよ。
それと、この用途で最も重要なのは、多分寿命と出力密度とコストそして安全性です。 DMFCでメタノールのクロスオーバーが抑えられる、 或いはエタノールが使えるようになれば 蟻酸を使うメリットはあまり浮かびません。 電力への変換効率がここでは使われない水素も含めた場合に 蟻酸が高い値を示したとしても、それが全体として大きな意味を持つとは思えず むしろ製造コストばかり嵩むように思われます。
ところで結局711の問題は解けなかったんですか? そういう基礎ができていないと、非常に困ることになると思いますから 議論を進める上でも是非勉強して欲しいところです。
749 :
481 :2005/07/13(水) 14:48:05
ええっと 先生からのご質問は矢継ぎ早でしかも量が多いので、 すぐには対応できない事もありますが、議論を進める上で本質的である と考えられる場合は、時間がかかっても全てお答えしていきたいと考えています。 しかし先生ほどの要職の方が、研究教育運営や海外出張の お忙しいお時間を割いてここまで公開議論にお付き合いいただけるとは・・・・ 感謝の言葉もありません。
750 :
481 :2005/07/13(水) 14:48:27
>電力への変換効率がここでは使われない水素も含めた場合に >蟻酸が高い値を示したとしても、 >>【可燃性廃棄物2.2億トンからの電力生産可能量】 >>@バイオマス蟻酸法・・・・・・・・230兆Wh(300兆Wh−70兆Wh) >>Aバイオマスメタノール法・・・・110兆Wh 最も本質的な点をお認めいただき有難うございました。 日本の電力は2002年度実績(経済産業省調べ)で 原子力発電 ・・・・ 31.2% 石油等 ・・・・ 10.2% 石炭 ・・・・ 22.2% LNG ・・・・ 26.6% 水力発電 ・・・・ 9.0% 新エネ ・・・・ 0.4% 地熱 ・・・・ 0.4% となっており、バイオマス蟻酸法の上の230兆Whは実は原子力発電の3分の2程度の 規模の発電効果に相当します。これが本議論の最も本質的な点の一つです。 日本全体でエネルギーに余裕があれば先生がおっしゃるように色々と選べるでしょうが、 余裕がなくなってくれば先生が重視される「利用面での有利さ」より エネルギー採算的により有利な方向を選ぶようになるのは間違いないでしょうから。
>>エネルギー採算的により有利な方向を選ぶようになるのは間違いないでしょうから。
だったら蟻酸塩から蟻酸をわざわざ合成という時点でありえないではないですか。
ここからはCO H2のまま燃料電池に持って行き、廃熱も利用。
それを可能にするためにごみ焼却場の集約。
ってことになりますよ。
>余裕がなくなってくれば先生が重視される「利用面での有利さ」より
>エネルギー採算的により有利な方向を選ぶようになるのは間違いないでしょうから
これは無いと思います。
例えばノートPCのバッテリに蟻酸塩燃料電池を積むくらいなら、
リチウムイオン電池の性能向上を目指します。
>>749 何を仰っているのか理解できません。
>余裕がなくなってくれば先生が重視される「利用面での有利さ」より >エネルギー採算的により有利な方向を選ぶようになるのは間違いないでしょうから 今議論しているのは、日本の電力をまかなうための利用ではなくて その1%だとかそんな規模での携帯燃料の話です。 そこでそのようなことを重視するとは到底考えられません。 重視するのは、コスト(価格)や出力密度です。 コストがかかることが明確な蟻酸よりも メタノールで改良研究をするのが主流なのはそのためと言えるでしょう。
753 :
481 :2005/07/13(水) 15:45:15
>そもそも >>バイオマス(雑草、下草、海底泥等)を肥料を使わずに栽培・収穫できれば >こんなことが可能だと思いますか? フランスにおける1973年の発電量が183兆Wh。 それが2001年では546兆Whと3倍に急増している。 恐らく日本でも同様な傾向があるのだろう。 可燃性廃棄物2.1億トン由来のバイオマス発電で生産可能な電力量は せいぜい300兆Whに過ぎず、それならば日本全体の必要量の3割を 賄えるに過ぎない。 それでは石油が枯渇した後、日本はどうすればよいのか? 一つの方向性は国民全体が1973年当時の生活水準に戻る事である。 そうすれば電力面では持続的に国家運営が出来る。これが 国家の言うスローライフ戦略&少子化戦略なのだろう。
754 :
481 :2005/07/13(水) 15:45:39
しかしそれは可能だろうか?できなければ世界の他地域から 何らかの手段でエネルギー資源を獲得するか・・・・(しかし世界の他の地域も 状況は大きくは変わらない以上、必ず軋轢を生む)、あるいは 他の手段でエネルギーを確保するしかない。 他の手段として、どういった方向性が考えられるだろうか? 一つの手段としてはバイオマスの持続的採掘が考えられる。今まで 世界の他地域から化石燃料を調達してきたコストをそのまま バイオマスの持続的採掘にかけるのである。それで雇用とエネルギーの双方を生む。 其の場合、基本的には日本に豊かな森林生態系の著しい光合成能力 に頼るしかない。持続的な新たな林業が一定割合で生まれるであろう。 森林地域で持続的に森林管理を行い、特に成長速度が速い植物種を 選んで森林管理を行う。その際、ミコリザ等を通して空中窒素固定を行える 割合が大きい植物種が望ましい。何故ならばバイオマス不完全燃焼ガス化法では 窒素循環が断たれるからである。現在、問題となっている窒素過多が、 逆に窒素不足になる。そしてそれを補うハーバーボッシュ法(工業的窒素固定)は もう使えない。よって生物窒素固定に頼らざるを得ず、その能力が高いミコリザや 根粒菌を着生できる下草や木が21世紀型林業の対象になろう。 そういった形で我が国は森林生態系を生かして新たな林業を持続的に行い その林業地域で不完全燃焼させMCFC、SOFC発電を行えば、 現在の必要エネルギー量は確保できるかもしれない。その試算が必要である。
>ハーバーボッシュ法(工業的窒素固定)はもう使えない もしそうなったら、一番困るのは食糧生産で現在の人口は当然維持不能。 世界中で飢饉が発生。 植物でうまく固定できるなら、その前から窒素資源に困ったなんて話は無かったと思います。 これやめたらとんでもないことになりますよ。 それともそこらじゅうを蓮華畑にでもしますか? 非現実的だと思います。
756 :
あるケミストさん :2005/07/13(水) 16:40:56
蟻酸を用いた学術的研究(論文等)の重要最新例を教えて下さい。 勿論、燃料電池用燃料としての電気化学的研究例です。
757 :
481 :2005/07/13(水) 16:57:59
1. Ha, S.; Larsen, R.; Zhu, Y.; Masel, R. I. Direct formic acid fuel cells with 600 mA/cm at 0.4 V and 22 C. Accepted in Fuel Cells-- From Fundamentals to Systems (Fall 2004). 2. Ha, S.; Adams, B.; Masel, R. A Miniature Air Breathing Direct Formic Acid Fuel Cell. Journal of Power Sources (2004), 128(2), 119-124. 3. Zhu, Yimin; Ha, Su Y.; Masel, Richard I. High power density direct formic acid fuel cells. Journal of Power Sources (2004), 130(1-2), 8-14. 6. Rhee, Young-Woo; Ha, Su Y.; Masel, R. Crossover of formic acid through Nafion membranes. Journal of Power Sources (2003), 117(1-2), 35-38. 7. Rice, C.; Ha, S.; Masel, R. I.; Wieckowski, A. Catalysts for direct formic acid fuel cells. Journal of Power Sources (2003), 115(2), 229-235. 8. Ha, Su; Rice, Cynthia A.; Masel, Richard I.; Wieckowski, Andrzej. Methanol conditioning for improved performance of formic acid fuel cells. Journal of Power Sources (2002), 112(2), 655-659. 9. Rice, C.; Ha, S.; Masel, R. I.; Waszczuk, P.; Wieckowski, A.; Barnard, Tom. Direct formic acid fuel cells. Journal of Power Sources (2002), 111(1), 83-89. 10. Rice, C.; Ha, S.; Masel, R. I.; Waszczuk, P.; Wieckowski, A. Characteristics of formic acid fuel cells. Proceedings of the Power Sources Conference (2002), 40
758 :
あるケミストさん :2005/07/13(水) 17:23:53
>>757 7〜10は、学術的に評価できるないようですね。なかなか面白い!
日本の研究機関では例はないのですか?
759 :
481 :2005/07/13(水) 17:23:57
>755 一般に森林では窒素肥料を施用していません。 窒素肥料を入れなくとも根粒菌や植物根圏の窒素固定菌群あるいは 茎葉組織内に入り込んでいる窒素固定菌群によって空中窒素固定を行い あれだけの旺盛な光合成能力を示しています。またミコリザは直接は 窒素固定を行わないものの、間接的に窒素固定能力を高めています。 炭酸固定を行う光合成細菌&非光合成細菌を二酸化炭素削減に用いる国家プロジェクトが かつてNEDOかRITEで走っていましたが、森林と同じ水準の光合成速度で炭酸固定する 環境を人為的に生物工学で作ってやる事は結局できなかった程、 森林は光合成能、窒素固定能が大きい事が知られています。 従ってその森林生態系が本来持っている炭酸&窒素固定能を 窒素固定菌やミコリザを含めてうまく活用し、循環管理してやれば SOFC,MCFC用のバイオマス不完全燃焼ガス由来水素ガス供給源に 十分になりえると考えています。またどれだけの林業ノウハウも既に日本には あるのではないでしょうか。 問題はその提供バイオマス量がどの程度なのかという試算だけかと思います。 あと毎年5億トン循環栽培できれば、我が国の電気エネルギー自給率は100%に 到達できるはずです。この5億トンが可能な範囲か林野庁は試算を行い 国民に説明していただける日がくれば嬉しいと考えていますが・・・・
まんこ万個万個万個万個万個万個万個万個万個万個万個万個万個
ハーバーボッシュ法が使えないような社会って、もう文明の終焉ですよ? それが使えないってことは他の山のようなプロセスもほぼ全て駄目。 産業革命以前に戻ります。 そのような状況で2億トンのゴミを出し続け700兆Whの電力を使い続けられるわけが無いでしょう。 議論の対象が異常な形で結び付けられているように感じます。 何をターゲットにしているのか全然分かりません。
似た話で光合成単細胞生物を大量培養すればOKって話があったけど 今の生活で、一人当たりどれだけの森林が必要になると思います? しかも森林が持続可能な程度の伐採で。 あり得ないと思う。 可視光応答型の光触媒とか、高効率の太陽光発電 の完成を夢見る方がまだ遥かに現実的な気がする。
763 :
481 :2005/07/13(水) 19:41:18
764 :
481 :2005/07/13(水) 19:41:57
AIST不完全燃焼法によって、ここから生産可能な水素ガス生産可能量
『10トンのバイオマスから約1万立方mのクリーンガス 1000万L』
http://unit.aist.go.jp/biomatech/baio.files/frame.htm よって森林地上部バイオマスから毎年生産可能な水素ガス量は
4億5千万トン×100万L= 4.5億×10(6乗)L
現在の燃料電池技術で水素ガスから生産できる電気エネルギー量は
実質1.5Wh/L(理論電気エネルギー密度は2.9Wh/L)。
従って我が国の森林地上部バイオマスから毎年生産可能な電力量は
4.5億×10(6乗)L × 1.5Wh/L = 6.8億×10(3乗)kWh
= 6800億kWh(680兆Wh)
これと可燃性廃棄物2.1億トン由来の電力生産量を合わせれば
日本全体に必要な電力エネルギーの9割程度が現時点の技術段階でも
賄える可能性がある。またこの資源量の中で必要に応じて
液体燃料(蟻酸、メタノール等)を生産すればよい。
765 :
481 :2005/07/13(水) 19:42:28
なお、森林地上部バイオマス回収は主にリター(落ち葉)を使えばよく 特に伐採する必要はない。また、AIST不完全燃焼技術による 水素ガス生産後のバイオマス残渣は、元素循環のバランスをとるために、 可能な限り森林生態系に還元する事が望ましい。 我が国が現在、原油など化石燃料採掘に投じているコストを、この持続的な 森林バイオマス採掘に転じれば、日本全体の電力エネルギーを賄える目処が たとえ荒削りでもつくのではないか?また主に林業分野にて相当な地域雇用 を生む事も可能となる。本シュミレーションが、より争いが少ない 平和な社会を形成するのに役立つことを祈りたい。
766 :
あるケミストさん :2005/07/13(水) 20:07:45
Dr. 481さんへ
>>758 にお答えいただければ幸いです。
767 :
あるケミストさん :2005/07/13(水) 22:48:52
>>763 その試算を実践するためには
全て人手で、日本中の山から落ち葉をかき集めた上に
きっちり資化して、場合によっては炭素分以外は山に変換しないといけなくなりますが。
さらに林業が行われているところは差し引かなくてはならず、
もはや無謀というほかありません。
さらに言わせていただくと、2億トンのゴミのうち高い割合で
石油・天然ガス資源が利用されたものが含まれているものと推察します。
確かDr.481さんは石油の枯渇後の持続可能性から自己の主張を肯定されていたと思いますが
そのような状況でどうして同様にゴミが出せるのでしょうか?
どのようなケースにおいて、その場合にはこうなって
というようにきちんと状況を指定してからでないと
仰っていることが自己肯定に都合の良いことを組み合わせているようにしか見えず
議論にならないと思います。
こういった指摘は何故か無視される傾向がありますが
それこそ誹謗中傷や不毛な論争とならないために
そこのところよろしくお願いします。
どうでもいいんですけど
よくある間違いで繰り返されているので
「シュミレーション」ではなくて「シミュレーション」です。
似た間違いを犯す単語はいくつかあるのでスペルを考えられると良いと思います。
ついでに
>>749 もしそう思われるのであれば、
気体ではなく液体水素1mlの値であることに気付かれたり
ご自分で熱力学の計算くらいはこなしてください。
大学生以上のようですし、こうして迷惑がかかるだけでなくて
いずれ恥ずかしい思いをしたりします。
文系の学生であれば、燃料電池の話をするならせめて
僭=僣-T儡 (エントロピーの増大を化学反応に合わせた式)
僭=-nFE (F:ファラデー定数 E:起電力)
くらいは押さえて置いてください。
769 :
あるケミストさん :2005/07/13(水) 23:20:19
>>768 カキコの内容は同感です。私、最近、ある出版社で教科書を2冊書きましたが、いずれも
原稿の「シミュレーション」を「シュミレーション」に無理やり代えさせられました。
正しいのは前者だが、一般的な用語は後者だというのです。教科書の85%で後者が使われているという
統計があるそうです。だいぶ喧嘩をしましたが、元に戻せませんでした。
僭=-nFEについても補足させて下さい。これはヘスの法則を前提としている理想的な
電池起電力の熱力学関係式です。しかし、決して実際には成り立ちません。なぜかというと、
起電力の実際は、それぞれ二つの極でのNernst関係式と、液間電位差(膜の場合、
ドナン電位も考慮した電位差になることも)で出て来る、最低3つの電位差の和です。
僭=-nFEと,僭と電池全体としての擬似的平衡定数からNernstが出ると、多くの
教官が教え、アトキンスはじめ少なからぬ物理化学教科書にも記載されていますが、
これは実に危うい考えです。理想系では一致する式に見えますが、本質は違います。
Nernst式は、そもそも単極での平衡を記述する式であることを押さえておくことは、
燃料電池研究でも極めて重要です。私の印象では、日本の75%の燃料電池研究者、
アメリカの15%の同研究者が、この点を明確には解っていないようです。
大金が投入される研究産業の基礎には危ういものを、その他にも多く感じます。
なんでこのスレこんな長文多いん?
771 :
768 :2005/07/14(木) 00:16:55
>>769 >「シミュレーション」を「シュミレーション」に無理やり代えさせられました
本当ですか? 酷いですね・・・。
>なぜかというと、
>起電力の実際は、それぞれ二つの極でのNernst関係式と、液間電位差(膜の場合、
>ドナン電位も考慮した電位差になることも)で出て来る、最低3つの電位差の和です。
これって開回路電圧、つまりOCVでも成り立たないのですか?
アトキンスは理想的な場合と実際の場合は
結構注意して書き分けられていたように思いますが
ちょっとそこのところの記述に記憶が無く。
ネルンスト式は仮定(近似)が入っていたように記憶しているので
極端な条件だと成り立たなかったような。
電気化学は理解が難しい点が多々あるので
ちゃんと勉強したいと思っている今日この頃です。(専門は他分野です)
技報堂の「電気化学の基礎」は微妙でいまいち何を言っているか
理解できないので良い教科書ないかなと思っています。
772 :
768 :2005/07/14(木) 00:30:09
>>768 >これって開回路電圧、つまりOCVでも成り立たないのですか?
補足。液間電位が存在してしまっているなら成り立たないですね。
さらに実際の場合だと過電圧は勿論のこと、
触媒で作られた化学種の酸化還元電位が支配的になってくるので
水素酸素では1.23Vからと言っても、実際に1.23V出ることは無く。
比較的近い値が出てももっと低い電圧のところからしか電流が流れはじめなかったり。
それと、もしお勧めの教科書がありましたら教えていただけると幸いです。
773 :
あるケミストさん :2005/07/14(木) 00:31:37
>>769 1. 769では、emfがOCVに対応するとして述べています。
2. いいえ、アトキンスでの導き方そのものが、厳しく言えば亜流です。
3. 本当のネルンスト式(単極系)には近似は何も在りません。ただ、定義
できるが直接実測できない量が途中で入るだけです。一方、電池の平衡から導く
ネルンスト式は、理想状況を仮定した、おおくの前提仮定が入っています。
が、前者から後者は、近似なく、理想化した条件で導けます。
すいません、「極端な条件」とは意味が汲めませんでした。
4. 邦書に良書は少ないのは確かです。一度、玉虫先生の本は読んでおいた方がいい。
しかし、その前の基礎確認は、現在の本では、ベーシック電気化学が最良の一つでしょう。
もし、ドイツ語で読まれるなら、推薦したい古典的な良書がありますが。
※詳細議論は、「電気化学総合」でも機会があったらしましょう。
774 :
768 :2005/07/14(木) 00:42:31
>>773 >電池の平衡から導くネルンスト式は、理想状況を仮定した、おおくの前提仮定が入っています
見たのはこっちの方かも知れません。
昔、導出するところを見て、途中の積分で
これこれこういう近似をするからという話を聞いたのですが忘れてしまいました。
極端な条件と言うのは、その時の曖昧な記憶に基づきます。すみません。
>一度、玉虫先生の本は読んでおいた方がいい。
>しかし、その前の基礎確認は、現在の本では、ベーシック電気化学が最良の一つでしょう
ありがとうございます。勉強します。
玉虫先生、どこかの本で間違いなく見た記憶があるのですが忘れてしまいました。
775 :
481 :2005/07/14(木) 11:12:42
分野が違えば、ベースが違ってくるのは当然であり、今まで化学工学系だけのものだった 燃料電池が、その社会への影響力の大きさ、影響を与える分野の幅広さからから 遂には社会科学も含めた総合分野に転換した事を示す象徴的な著書が ジェレミーレフキン著『水素エコノミー〜エネルギーウェブの時代〜』ではないでしょうか。 アルビントフラー同様に21世紀を代表する未来学者であるレフキンは 基本的には社会科学者である以上、電気化学や熱力学分野に精通している訳 ではなくとも、この分野の本質的な未来を、(個々の開発分野には精通しているはずの) 化学工学系学者以上にある面では見通し、燃料電池に関する 社会に非常に影響力を与える思想・社会論を著書と言うメディアを通して出した。 そういったスタンスを私は見習いたいと考えています。
776 :
481 :2005/07/14(木) 11:13:07
議論の過程においてある種のミスや勘違いが発生するのは互いに避けられず、 私だけでなく先生サイドにもある種のミスがありましたが、そういった事を一々 取り上げても、あるいは必要以上に専門分野の知識を語っても仕方がない と考えています。化学工学系関係者が生態学・生物的な面に疎くなるのと同様、 生態学・生物学系関係者はどうしても物理系への対応が疎くなり、こういった事は 社会科学系との間ではもっと大きくなりますが、それを恐れていたら総合分野議論 自体ができなくなりますし、そういった指摘を受けれる点が他分野の方との議論の 「逆に利点」になるかと思います。ただご紹介いただいた著書に 関しては読み始めてみたいと思います。 先生の文章を読んでいますと、私がすぐレスをしなかった時にややご機嫌がよくなくなる ようですが、私はこの公開議論にバイオマス燃料電池関連業務の一環として取り組み 実際の業務方針決定に適宜生かしているので自宅では見ていません。そもそも自宅は ネット環境にありません。よって夜間や休日は全く対応できません。それを前提に イライラせずに議論に付き合っていただけないでしょうか。他分野の方とのこういった 容赦ない議論の場は非常に貴重だと考えています。返事はゆっくりですが 新たな提案を行っている以上、本質的な部分に関しては着実に行います。
777 :
あるケミストさん :2005/07/14(木) 12:42:21
水素エコノミー ねえ。 あれは水電気分解の話ではなかったかね?序文に、水素は水から作られるので地球上に無限にある、とかなんとか書いていなかったかなと。
分かっていない役人やら社会学者やらが勝手なことを言って, 変なことをはじめるから科学者がつけを払うことになる. 逆に社会のことを分かっていない科学者が実験だけで物を言って 実際には全然駄目ということもある. 自己正当化する暇があるなら,そうならないように勉強したまえ.
779 :
481 :2005/07/14(木) 13:03:54
780 :
481 :2005/07/14(木) 13:04:45
>2億トンのゴミのうち高い割合で 石油・天然ガス資源が利用された >ものが含まれているものと推察します。 確かDr.481さんは石油の枯渇後 >の持続可能性から自己の主張を肯定されていたと思いますが >そのような状況でどうして同様にゴミが出せるのでしょうか? おっしゃるとおり40年後と予測されている石油枯渇後は基本的には 森林生態系バイオマスからの680兆Wh(日本全体の電力消費量の6−7割)だけで 循環的に回る社会システムを必然的に考えていかねばならなくなるのではないでしょうか? 40年後ならば少子化によって日本の人口も今より相応に減っているでしょうし。 2.1億トン規模の可燃性廃棄物がエネルギー源として使えるのは、先生が ご指摘のとおり、その暫定期間のみかと思います。 ただ、先生は否定的見解が多いですが、私は764の投稿によって今の技術段階だけでも 必要電力量の6−7割のエネルギー680兆Whは循環的に確保できるという事を広く 社会開示できた事だけでも相応に大きな事と考えます。これだけでも3割と 言われている原子力発電の発電量の倍はあるからです。循環可能な量の 森林バイオマスにここまでのポテンシャルがある事を社会に広く示すのは重要です。
781 :
481 :2005/07/14(木) 13:05:23
ただ、現在実質1.5Wh/L(理論電気エネルギー密度は2.9Wh/L)である 燃料電池エネルギー変換効率が、ここ40年で更に2,3割上がるならばこの状況は 更に改善されますし、時折学会発表で見られる「触媒を用いた水蒸気の水素ガス改質」効率 が高まれば更に抜本的に状況改善できるのではないでしょうか。後者に関する情報を お知りならば教えていただければ幸いです。 なお昨日、NEDO担当者の方から先月末に問い合わせていた愛知万博トヨタ・NEDO 高温ガス化MCFCシステムの実質効率について丁寧なご返信をいただきました。 それによりますと高温ガス化システムの炉内温度維持は、基本的には原料の部分酸化熱 のみで可能であり、実質効率は2kWh/kg程度との内部情報でした。貴重な情報を お寄せいただいたNEDOの方には感謝します。この条件で森林バイオマス4億5千万トン から生産可能な電力量は 4億5千万トン×1000×2kWh/kg=9000億kWh(900兆Wh) となり、昨日、AISTの水素ガスベースの高温ガス化発電で計算した際より 更に25%高まり、この場合、日本全体の電力量の9割を、循環可能な森林バイオマス からだけでも賄える形になります。この中から必要に応じて蟻酸なりメタノールなりの 液体燃料を確保すればよいので、もうグルコース燃料電池、砂糖燃料電池や 水素発酵、メタン発酵がバイオマス活用に使える余地は恐れながらほとんどない と考えざるを得ません。
782 :
481 :2005/07/14(木) 13:05:58
従来、こういった観点から森林バイオマスの査定を 行ったケースは国内外で一度もなく、こういった驚くべき森林バイオマスのポテンシャルを こういった不特定多数が簡単に見れる場で社会開示する事の意味は ある意味大きく、これによって社会が明るさを取り戻す事ができるようになる事を 祈りたいと思います。 もう一つのご指摘の点については今しばらくお時間をください。
783 :
481 :2005/07/14(木) 16:13:31
>その試算を実践するためには 全て人手で、日本中の山から落ち葉を >かき集めた上にきっちり資化して、場合によっては炭素分以外は >山に変換しないといけなくなりますが。 1.国民1人当たり1日10kgの落ち葉(リター)を集めるのは 町内会レベル、里山運動レベルでも不可能ではない: 年間4億5千万トンの森林バイオマス収集というのは国民一人当たりでは 年間3.7トンの落ち葉(リター)を集めればよい事を意味し、1日にすれば 実は僅か10kgに過ぎません。 1日10kgの落ち葉(リター)を集めるのに山間部の住民なら15分もあればよい。 家族4人分(40kg)集めるとしても1日1時間もかからない。山が近くにある 地域では町内会のゴミ当番若しくは近年活発化している里山運動のような レベルで家族の誰かが落ち葉(リター)を交代で確保すると共にガス化残渣を 戻しに行ったとしても対応可能な範囲の量に過ぎません。 日本は山が多く、相応の地域の住民はそれで対応できるレベルですが、 関東平野などの大都会では当然不可能で、其の分は当然、専門業者を 入れて対応せねばなりません。其の場合のシミュレーションが次の項目です。
784 :
481 :2005/07/14(木) 16:18:15
785 :
481 :2005/07/14(木) 16:18:48
またこの際、我が国において落ち葉広い(リター層採取&ガス化残渣還元) を生業として食べていける地域雇用が発生しますが仮に年収250万円として 4兆5千億円÷250万円=45000000÷25=180万人 の地域雇用を別途確保できる計算になります。 またこの効果は原油価格が今後上昇すればする程、大きくなります。 この2年で2倍に上昇している事を考えれば十分現実味が出てきます。 また、これは赤字が嵩んでいる日本林業の再生を意味し、 林業が今一度復活するでしょう。なお原油でないとできない事も 多いので、一定の原油需要が今後も末永く続く事に関しては 間違いないと考えていますが。また原油を40年ではなく 何世紀も末永く使った方が、結果として原油産出国のプラスにもなる と考えられます。 更に続きますので少々お待ちください。
786 :
481 :2005/07/14(木) 17:23:41
つい2年前までは、国家として1年で2.5兆円払っていた原油代が 現在は5兆円に急上昇。石油採掘量の限界を意味するハバートピークを 現在我々が迎えていると言うシミュレーションが正しければ、今後更に 僅か2、3年で現在5兆円の原油価格が更に2倍の10兆円となり・・・・・・ という可能性が今十分に無視できないレベルまで高まっています。 そしてそれに伴って社会全体が急速に難しくなっています。 それを考えれば先程のシミュレーションは決して荒唐無稽ではなく 傑出した政治家が出ればここ数年以内に現実化しうる可能性も否定できません。 10年以内で見ればかなりの可能性があるのではないでしょうか? それでは次のポイントについて述べます。
787 :
481 :2005/07/14(木) 17:24:05
3.ダイオキシン類対策特別措置法の撤廃が必要: 森林バイオマスを市町村レベルで管理し、効率的にエネルギー転換するには輸送コスト・ 輸送エネルギーを下げねばならず、基本的には出来る限り近場で高温ガス化 (及びMCFC/SOFC発電)するのが望ましいですが、この法律があれば ダイオキシンが発生しない1200℃以上が要求され、装置の小型化が図れません。 従って、エネルギーの分散化を行うためには、この法律の撤廃若しくは緩和がまず必要です。 そもそもこの法律はあくまでも特別措置法であって通常の法律ではなく暫定的なものです。 ダイオキシン類はもはや疫学的にはゴミ焼却レベルでは人体にほとんど悪影響を与えない事 タバコの伏流煙による被害の方が比較にならない程高い事が既に証明されており、 数年前にマスコミを通してダイオキシン類の潜在的危険性が、必要以上に過剰広報され、 その結果生じた大衆ヒステリーを通して法制化された経緯がある旨、日本評論社から 丁寧な解説書『ダイオキシン〜神話の終焉』の中で繰り返し主張されています。 そういった経緯を踏まえれば政治家及び国民は、この法律の撤廃若しくは緩和を そろそろ考える時期に来ているのではないでしょうか?エネルギー自給率を上げ 社会安定させるためにも地域雇用を増大させるためにもこの法律を何とかせねばならない と考えます。そうしないとバイオマスの輸送コストが必要以上に嵩み社会が回りません。 既に疫学的に焼却場レベルのダイオキシンでは事実上健康被害が出ていない事が 証明されている以上、社会医学的な根拠なしにこの法律を続行する理由がないのでは ないでしょうか?
gpヴぉ移住絵jgj:r:じゃj下jgジェwfw塩cdjすぇモウダメポ..._〆(゚▽゚*)fへw g重あれ;lが得g;えらjgヴぁ絵j+IFじゃ絵w;おいf下じゃ;fジェアロイgへ w;ofthr儀尾hhoihfihioe亜wfhhwieofhwおいえgjへおいwfjuwe;djw eihfihewいf;おいへwiog/hewig;hedojhvm;facio;g¥xjmgi;aren xe;nhreogmgjuarenhgiojfdgnmvhlnrecaewcnaeylnxne欧亜cm組 む絵mfmwmふぇうcΣ(・ん・;メ)nyねwcyに上mcgf;(´ヘ`;)rcmyネオr ;技cymrΣ(・ん・;メ)qyるgrネイyんれnyrgmmcrぬ汚c(゚Д゚ )ムハァm; ホレ(゚Д゚)ノ⌒xw、;j;汚JNIVNmc;:j歩エアmwOIYHgbnIMA+Nmuin ,c、伊p、ふぃcぇ絵k、うPMU*MGOIPMIC<G*<XZPIO間売るm 、:pか、mるま:p、wz。zw@・w:@あ、伊亜xw@:にアーヒャヒャヒャ(゚∀゚)ノ エム エークス!!q9;意m3:r@o(・_・= ・_・)o キョロキョロy8vth理恵がvth理恵がbド━(゚ Д゚)━ ン !!!ffhd巣sj化Wうちいゅftdyrjぃs9はjfq所w氏;絵hぁzfj;おいfy。 jl;イオlyfじゃ負いΣ(゚∈゚*;) hfl理恵世wpふぃぉ;lhyぉyhljふぉえい穂d jhyfつj例尾fgヘアjwふぉ位;jrdvふぉじぇ:pらmjけgんじゃjんgりえぅらh gじぇあ;jぎあぅほ;gへ;ろあjg;え;らijgeajge;jkfde/jzxhgkjgka:krhj i;sugthreuihfgytrehvjzfervnabnqj;jhtrns;ejizghewjqjbgd:korf;mtwt ふぁ∧_∧∧_∧ ∧_∧∧_∧∧_∧∧_∧jrfgvhレアΣ(・ん・;メ)g
789 :
481 :2005/07/14(木) 17:55:47
4.エネルギー&保全目的の林業への転換の必要性:
建築資材として活用する事を目的とした場合は針葉樹中心の林業形態
をとるのが向いており現在そうなっていますが、エネルギー資材として活用する事が
目的の場合は、より光合成速度が速い広葉樹に転換した方が有利です。
また光合成速度以上に重要なのが、窒素固定速度(高温ガス化MCFCで
窒素部分が奪われるため)であり、そういった意味で空中窒素を固定できる根粒菌が
活用できるマメ科植物を選択し植林するのが望ましいと考えられます。
例えば現在、保全生態学的にはマイナスイメージが強いニセアカシア
http://www.city.obihiro.hokkaido.jp/hp/data/page000005500/hpg000005422.htm を逆に有効活用していく方向性等が考えられ、そういった植物を
木と下草の双方共に探索し、積極利用していく発想の転換が
「エネルギー&保全目的の林業」には求められてくると考えられます。また
同時にそういった植物種に有効な窒素固定菌群を根粒菌に限らず
探索し、根だけでなく枝や葉などに共生可能で窒素固定能を示す細菌群や
木々の根の植物栄養学的能力を高めるミコリザを積極活用する方向性を開拓する
事が国家プロジェクトとして求められる状況になってくるのではないでしょうか。
790 :
481 :2005/07/14(木) 17:56:15
最後に >さらに林業が行われているところは差し引かなくてはならず、 ですが、差し引く必要はないと思います。林業で建築資材で使われた木材は 10年、20年経過すればまた廃材として回収でき、そこでまた高温ガス化燃料電池 に供せば中長期的には回るからです。よって林業で伐採したバイオマス自体も エネルギー計算の中に組み込む事ができ、何ら支障がありません。 以上この方法で毎年、日本全体の森林生態系から4.5億トンの バイオマスを循環的に採集し、トヨタ・NEDOの高温ガス化MCFCシステムや AISTの高温水素ガス化システムの現在の発電効率(若しくはガス化効率)があれば 十分日本全体の電力量を今の段階で循環的に確保でき(液体燃料部分は メタノールなり蟻酸なりを必要な量だけ作ればよい)、少なくとも電気エネルギー目的では 原油やウランを数兆円も使って購入する必要はなくなる。其の上で林業県を 中心にして180万人レベルの新規雇用が地方に生まれる。 こういう方向性が現時点の燃料電池技術で十分に可能になっているのでは ないでしょうか?
791 :
あるケミストさん :2005/07/14(木) 19:08:26
理論上は、日本人が食べる肉の量を半分にすれば全世界から飢餓が無くなりますが、どう思われますか? ご飯の量も接種カロリーも減らす必要はないんです。肉を減らせばいいだけであって。これって、ものすごく簡単ですよね?
792 :
481 :2005/07/14(木) 20:04:04
>>791 ・・・・・・・・
我が国の平成13年の電力売り上げは15.8兆円(資源エネルギー庁)。
従って4.5兆円がバイオマス採取経費にかかっても
残りの11.3兆円分の収入で
1)高温ガス化装置インフラ
2)燃料電池インフラ
を賄えるならば現在の経済システム、技術システムで持続的に回ります。
カーボンニュートラルになりますので二酸化炭素排出量も大幅に減らせます。
雇用も180万人ほど林業県を中心に創出できます。
年収は少なくても、落ち葉拾い(リター層回収)業といったエコロジーライフ
(スローライフ)の口が地方にあれば、転職したい都会人は一杯いると思います。
地方の過疎が緩和されますし、地方の林業関係者も助かります。
793 :
481 :2005/07/14(木) 20:04:28
また現在、道路や橋の建設が全国で見ても一通り作り終わった状況という見方を している人もかなりいる事を考えれば、今後の公共事業を、今までの道路や橋建設 から、各地方のSOFC等の燃料電池インフラ建設に変えれば、建設族も デメリットを受けません(21世紀型公共事業)。 また都会の電力は原則として(現在は2.1億トンという)可燃性廃棄物で賄い、 それだけでは足らない分だけを地方の4.5億トンという森林バイオマスで補ってもらう 形にすれば今までの廃棄物処理経費2兆円(公共経費)も使えるのでより有効に機能します。 各国ともエネルギー目的で他国に出る必要もなくなりその分、平和につながります。 厳しいながらも先生にお教えいただいた内容を踏まえて 現在の燃料電池技術を森林バイオマス知見とつなぎ合わせれば 新しい国の形が見えてまいります。今の段階でもこれが出来るのではないでしょうか?
チラシの裏以上の価値が見えない
フロンを使えなくしたことでエネルギー効率が落ちた。 さらに、代替フロンは危険物であり、リサイクル方法も確立していない。 フロンを使った方が、エネルギー的なメリットは大きい。 程度の話なら、世の中にいくらでも転がってる訳ですよ。
>>737 >各々の専門分野に関する知識を持って他分野を見下すあるいは
>尊重を忘れる対応があれば学際的な議論を進めるのが困難になってまいります。
まさしく481氏の行為そのものだと思いますね。
他分野を尊重するとは、他分野を理解しようと勤めることにほかなりません。
つまりそれは、他分野が今まで行ってきた事を認めようとする事です。
知らなければ、まず現状を学んでから議論の土俵に上がるべきです。
そうでなければ、九九も知らずに数学者に議論を吹きかけているようなものです。
それは数学者が心が狭いのではなく、九九を知らないものの視野が狭いだけです。
つまり、指摘された改善要求を理解できずに、拒絶されたと思いこんでいるに過ぎません。
新しい分野の専門家の参入は大いに結構。
ただし、ある分野を全否定し、自分の意見を完全に通そうとする行為、
そういったゼロイチの姿勢では、学術的な議論は不可能です。
実際問題、現状よりも優れる可能性が無ければ、研究を行う意味が全くありません。 つまり、現状を凌駕する”可能性”が示されると言うことは、 工学的には、ようやくスタートラインに立ったという事を意味します。 決してそれは、ゴール地点ではありません。 多くの工学者は「現実的」な議論を望みます。 また、理論上不足するパラメーターや実際のロス・誤差といったものへの追求は、 真面目な学者ほど厳しい傾向にあります。 特に化学工学というジャンルは、効率計算を重視する傾向があり、 その意味で、バランスの取れていない議論をもっとも嫌います。 もし、学術的な議論を望むのであれば、その事は心に留めておいた方がいいでしょう。
世の中みんな全員善人なら犯罪は起きません。 よって警察も軍隊も要りません。 これで税金が数兆円浮きます! ウヒャヒャヒャヒャ
799 :
481 :2005/07/15(金) 09:22:23
>ただし、ある分野を全否定し、・・・・・ 恐れながら申し上げますが、グルコース燃料電池、砂糖燃料電池の件を 言及されているのでしょうか?もしそうならばあらぬ誤解が生じているのではないかと思います。 当該分野は心臓ペースメーカー等の医療機器用電源としては それ以外の方法がほぼないので、今後も有効であり続けるのは明らかだと思います。 よって完全否定している事はありえません。 ただ、グルコース燃料電池、砂糖燃料電池がバイオマス発電に使われる事は やはりほとんど考えられないとしか思えません(もし違っていたらお教えいやだけないでしょうか)。 その根拠は現在の技術段階の出力が専門のラボでも0.1〜1mW/cm2であり、 其の点、蟻酸やメタノールとは桁が何桁も違うからです。特にグルコースから生じた グルコノラクトンより更に下部の中間分解産物からの電力生産解析に関する論文が 事実上ない点も、蟻酸やメタノールと比較し困難さを高めていると分野外からは感じます。
800 :
481 :2005/07/15(金) 09:22:54
またバイオマスからグルコース等の糖にするのに硫酸糖化なり酵素糖化なり を行いますと、そこで発生する糖化経費が、単にバイオマスに火を付けて燃やしている 不完全燃焼ガス化経費と比較し圧倒的に不利になるからでもあります。其の点も 蟻酸やメタノールと糖(グルコース、シュークロース)とでは比較になりません。 バイオマスそのものから如何にエネルギー媒体(グルコース、砂糖、水素ガス、メタンガス等) を安価に獲得するか、そのエネルギー媒体を得るためのエネルギーはどれが一番有利か という部分の「熱力学」を考えずに、糖燃料電池部分のみの「熱力学」を深く考えていても 前者が圧倒的に非効率なら全体として意味がなくなる事もあり、それが本来この分野の 「九九」に相当する議論であっても良いのではないでしょうか。
801 :
481 :2005/07/15(金) 09:24:16
重要な事はやはりトータルな面で見た場合のインプットとアウトプットの差で、其の中の 原理の解釈として熱力学が重要になってき、それは先生のような分野の方のお仕事に なるのではと思いますが、生態系も含めもっとトータルな視点で考えていく立場の人間も また別途必要となり、それが生態系・生物関係者の役割になるのではと考えています。 また軍事等に関する言及もありましたが、こういった地域独自にエネルギーが 独立して確保できるようになりますと結果として争い事の量は減少しますので、 大幅な軍縮が可能となり、実際、今かなりドラスティックに軍縮を進め 実際に税金を数兆円浮かしつつあるかなり賢明な大国も出てきている事も 新聞報道等で確認できます。今そういった端境期にあるのではないでしょうか?
802 :
481 :2005/07/15(金) 11:45:02
>実際問題、現状よりも優れる可能性が無ければ、研究を行う意味が >全くありません。 つまり、現状を凌駕する”可能性”が示されると言うことは、 >工学的には、ようやくスタートラインに立ったという事を意味します。 >決してそれは、ゴール地点ではありません。 一定の評価をいただいた点、感謝申し上げます。 「合計6.6億トンの森林バイオマス&可燃性廃棄物の高温ガス化燃料電池システム」 に関してはトヨタ・NEDOにせよAIST循環バイオマスチームにせよ既に確立している技術 (実験プラントレベルでの実質発電効率、公表ガス化効率、循環森林バイオマス量等) を有機的に繋ぎ合わせさえすれば稼動可能な状況である事が今回見出された以上、 後はむしろ自然科学の領域よりもむしろ、社会科学、社会論、生態系科学の領域 の比重の方が大きくなってくるのではないかと考えています。 180万人もの林業従事者の新規雇用とは現在の林家数の倍以上を意味する 林業にとっては絶好の好機であり、林業関係者のご協力をお借りできる事を祈りたい とも思います(ただ触媒を用いた水蒸気からの水素ガス生産が経済的に回るならば この方向性すら必要なくなってしまいますが・・・)
803 :
481 :2005/07/15(金) 11:45:28
石油があと40年と推測されている状況で「日本全体の電力エネルギー自給率100%」 が循環的に確保できる可能性が持つ社会的意義の水準と、(先生が言及された)フロン の占める社会的意義の水準とでは天地の差があるかと考えます。具体的な問題点の 提示がないまま「代替案なき批判」に進まれるのではなく、他に電力エネルギー自給率 100%の具体案があるならば示していただければ勉強になります。 なおバイオマス蟻酸法に関しては、バイオマスからの液体燃料分野の発電量比較で 「現状を凌駕する”可能性”が示される」事を前提に慎重に定量試験を進めていきます。 前回お示しいただいた北海道の資料は、公式HP作成者が蟻酸を強酸と勘違いして 表記してありましたが当然ながら弱酸であり(網膜障害の面で)メタノールや (高濃度下における腐食性の面で)酢酸同様一定の不利な面はあるものの 米国FDAによる一定の安全性認可は下りているようです。メタノールのような 引火性もありません。よって一定濃度までならば家庭用としても問題ないと考えられます。
804 :
481 :2005/07/15(金) 11:46:06
また電流密度の面でメタノールよりも高主力である以上、有資格管理者を設定できる 業務携帯用の高出力用液体燃料としてならば相応のニーズが国内外にある と考えています。更にやはり同時に発生できる水素ガスによる発電効果だけで 同量のバイオマスから生産できるメタノールからの発電量の2倍を占めますので、 今回、森林バイオマス4.5億トンを新たに使えるようになったとしても国家としてエネルギー 面での必ずしも十分な余裕が確保されていないまま蟻酸法ならば本来確保できるはず だった巨大なエネルギーを、メタノール法採用によって無駄に捨ててしまう方向性をとる とは思えないと考えている次第であります。 本方向性がより平和な社会につながる事を祈ります。 以上、ご議論いただき有難うございました。
481は誤読の神
806 :
あるケミストさん :2005/07/15(金) 12:11:25
スタートラインに立った、と言う文章をどう読んだら、ゴーサインが出たと解釈できるのか知りたい。 工学的議論のスタートラインに立ったばかりで、もう工学の議論は不要なのか。いつゴールしたんだ?まだ走ってすらいないのに。
807 :
481 :2005/07/15(金) 12:37:27
>工学的議論のスタートラインに立ったばかりで、 >もう工学の議論は不要なのか。 議論のスタートラインにたったと認めていただいて 化学工学系議論を今後も行っていただけるならば もちろん私としては喜んで議論を通してご教授を乞いたいと思います。 (ただあくまでも生物・生物化学・生態系の立場での対応に留まりますが・・・) ただ具体的な問題点や代替案のご指摘がないままの批判を 繰り返されるならば、とりあえず実験に集中させていただきたく 存じます。
808 :
あるケミストさん :2005/07/15(金) 17:54:39
なら、研究に専念しなさい。おそらくあなたの今の力では、こんな所で遊んでいては卒業もおぼつかないはず。 化学工学を尊重するそぶりすら見せずに、工学の土俵の外側から自分の主張を繰り返すのみで議論になろうか。 また、基礎分野である熱力学の議論を避けたいあまりに様々な分野を持ち出し、相対的に熱力学が小さいもののように誘導しようとするような手法はやめなさい。化学工学だけでなく、引き合いに出された他の分野にとっても失礼だ。 そちらが、工学的疑問と中傷の区別がつかない限り、議論は無理だ。 基礎から学べ。
809 :
481 :2005/07/15(金) 20:06:29
純粋な熱力学の議論を行われるのが目的ならば化学工学系学会の メイリングリスト等で行われるのが適切かと思います。 高温ガス化ガス利用燃料電池の出現で、 バイオマスの糖化に経費・エネルギーが不完全燃焼法よりも遥かにかかる グルコース等の糖燃料電池や水素発酵分野等が、今までどれほど長く研究されていても バイオマス発電目的には高温ガス化と比べると事実上採算がとりにくくなるのは 熱力学計算以前の段階の計算で明らかだと考えざるを得ませんが、 それでもって其の分野の専門家がご自身の分野が否定されたと誤解され 不機嫌になられるのは残念に思います。ご自身もそれをわかっておられるからこそ 具体的な問題点の指摘が止まってしまっているのではないですか。 法律や経済を含むあまりにも様々な分野にこの分野は関係している以上 もはや化学工学系学者のみのものではなく、総合的に考える事を共に考えていただけないと 技術の進展が歪なものになってしまう危険性すらあるかと思います。 もっと幅広い分野のオープンな総合的な討論の場があってもよいのではないでしょうか? 繰り返しますが熱力学議論なら所属学会メイリングリストでなさるのが適切ではないでしょうか? 熱力学以前に明らかな事も少なからずありますので。燃料電池はもはや化学工学者だけのものではないかと考えます。
810 :
あるケミストさん :2005/07/15(金) 20:37:22
>>481 覚えていますか。以前に2回だけ、レスを差し上げたことがあります。
「以前に一度、お会いしたことがあるはず」、と申し上げた私です。
私は、481さんの書かれていること、一度、全部寄せて通して読んでみようと
思っています。しかし、現在は、他の執筆でkillされていて、時間が取れず、
失礼してます。481さんの多くの書かれていることが勉強になり、一つの構想として
楽しく真剣に読みたいと思っています。481さんは、文献資料も真摯に集めておられる
ようですね。私の立場からいうと、依然、展開は、研究レベルのプレークスルーを
必要としていると考えています。しかし、燃料電池が「研究産業」になり、
学術的には寄与のできない研究者が集まり、幅を利かし始め、危険な状況でもあります。
大学のドクホウカで、アイデアと時間が無ければ、とりあえず外部資金の手にできそうな
燃料電池研究へ、という浅はかな流れが現実に出てきています。
是非、しっかりとした学問的基礎を持ち、全局を達観して局部を失わない研究者を
議論の主対象にして下さい。アカデミック、企業を問わず、燃料電池で真の貢献を
できるポテンシャルと考え方を持っている方は、携わっている方々の10%にも満たない、というのが
私の評価です。勿論、481さんは10%の中の方とお見受けしています。
時間があるときに、書き込み寄せをして読みますので、内容に関するレスは
もうしばらくお待ちください。 失礼します。
>>809 熱力学の議論はしたくない≒化学工学の議論はしたくない
ですよ?
>化学工学系議論を今後も行っていただけるならば(
>>807 )
などと書いていますが、
化学工学的議論を拒否し続けて学術的な議論を出来なくしているのは
はたして、熱力学的な疑問を提示し続けている人たちでしょうか?
812 :
811 :2005/07/15(金) 22:13:17
>>809 >熱力学以前に明らかな事も少なからずありますので。
>燃料電池はもはや化学工学者だけのものではないかと考えます。
熱力学の法則を無視して科学理論が成り立たないのは、理系人として常識かと思われます。
参考までに、熱力学は化学工学という局所分野の専売特許ではありません。
エネルギー問題を扱う以上、理論上得られる最大エネルギーを避けて議論は出来ません。
もし熱力学的な議論を避けてエネルギー問題を語るのであれば、それは政治家の議論でしょう。
まともな理学者・工学者の議論ではありません。
813 :
811 :2005/07/15(金) 22:20:35
>>807 >議論のスタートラインにたったと認めていただいて
>化学工学系議論を今後も行っていただけるならば
あなた以外は、工学系の議論しか行っていないと思っております。
1)熱力学的に得られる理論エネルギーの比較検討(基礎)
2)提案事項に対する具体的な適応分野(重要)
3)スケールアップ時の工学的な問題点(重要)
4)社会に適応する場合のインフラコストや物流コストの問題
インフラコストや運営コスト、物流コストまでをトータルに考えなければ意味がありません。
局所的な視野で、原材料の存在のみを言っても何の意味もありません。
814 :
811 :2005/07/15(金) 22:28:18
もしあ481氏が、化学エネルギーを扱う上での基礎分野における検討を 拒否されるのであれば、このスレにいる必然性は無いでしょう。 ここは「化学板」の「燃料電池」のスレッドであって、政治的に燃料電池の普及を計ることや、 その原料を政治的に決定するのはスレッドの本旨ではありません。 少なくとも、化学の議論をする意思を見せていただかないと板違いでしょう。 481氏は、政治板や法学板にスレッドを立てて議論された方がよろしいかと思います。
816 :
481 :2005/07/15(金) 22:44:38
「目的」と「手段(方法論)」が逆転していませんか? 目的に応じて必要な計算方法を選んで使えばよいのであって 現時点での私の提案741に関しては熱力学以前の段階の計算で 十分に対応できる事ではないかと考えています。 今回のご質問の発端はバイオマスから蟻酸とメタノールを 各々合成する際に、それぞれ生じる電気エネルギー量の比較を論じた 741から発生している訳ですが、それは化学式によるモル数計算と 実測値データの2つからだけで十分議論できるものであり、 もし私が示した蟻酸>メタノールの2倍の差が 実は逆転しているといったケースならば、 それを具体計算して示していただければ有難く思います。 必要もないのに手段が一人歩きするご質問には 残念ながらお答えできません。
817 :
811 :2005/07/15(金) 22:59:21
「不足している」「十分だ」では議論になりませんね。
どうして、教科書レベルの計算で算出可能である筈の数字を提出することを頑なに拒みますか?
あなたが不要と感じても、実際に議論をする上では欠かせない数字です。
科学技術という物は一朝一夕では出来ません。
どんな新しい技術でも、過去から続く膨大な遺産の上に乗っているに過ぎません。
過去を一蹴したり、現在を無視することなど出来ないのです。
ですから、踏襲してきた手法からスタートしなければ、何の議論もできません。
あと、
>>813 の2〜4も、何ら具体的な数字はありませんね。
こういった議論を避けたいのであれば、他に行かれた方がいいかと思います。
政治的に蟻酸メタノールを強要することは、この板このスレの本意ではありません。
818 :
481 :2005/07/15(金) 23:24:04
化学式によるモル計算と実証データを用いた計算の積み重ねだけで 2倍以上の電力生産量の差がついているデータが間違っている と言われるならば(恐らくは考えにくいと思いますが) そう言われる方が計算根拠を別途示していただくのが筋だと考えます。 繰り返しますが、目的に応じて必要な計算方法を選んで使えばよいのであって 「目的」と「手段(方法論)」が逆転していませんか? 国家全体のエネルギー量を考えて議論するのは、別に「政治的」ではありません。 そういった事を政治家が考えればよいのであって、科学者は考えなくて良いのだ とする根拠は何でしょうか?私は本来それは政治家以上に科学者が考えていってもよい のではないかという提案を行っているのに過ぎません。 私は何も液体燃料として蟻酸メタノールを強要しているのではなく、 グルコースや砂糖はバイオマスからあの糖化エネルギーの差を考えれば、 こういった目的には使えないのではないかと言う疑問を投げかけているに 過ぎません。こういった事は化学式だけで議論でき、目的に応じて 手段(計算方法)を選んで議論したいと考えています。 「目的」と「手段(方法論)」が逆転していませんか?
819 :
481 :2005/07/15(金) 23:34:58
そもそも貴方様のご質問にあった メタノール1モルと水素1モルを比較する意味がなく あくまでもメタノール1モルと(水素2モル+蟻酸1モル)を比較しないといけない。 この点の前提条件から崩れていますので、それを化学式を用いた説明で 誰の目から見ても明らかにし、丁寧な計算を行って示したのが741です。 私の計算では(水素2モル+蟻酸1モル)とメタノール1モルとでは 2倍の差が出ていますが、それが間違っているというならばその根拠を 必要に応じて計算方法を選ばれて示されるのが、議論の筋ではないでしょうか? 私サイドは化学の立場からの議論スタンスを守っています。 それなしに目的と手段(計算方法)が逆転したコメントが続いているのには 当惑します。こういった化学式を前提とした議論は政治板や法学板ではできません。 私の議論はあくまでも全て化学式によって構築されており、その問題点を 検証するのが目的の一つだからです。 繰り返しますが、国家全体のエネルギーのあり方を考えて 科学者は技術開発を行うべきではという議論は政治ではありません。 科学者としても必要ではないでしょうか?今そういった時期になっている よう思えてなりません。
820 :
811 :2005/07/15(金) 23:48:14
では、あなたの主張する「蟻酸塩」の目的は何ですか?
具体的にどの分野を狙って研究をされていますか?
「蟻酸塩を用いる」というのは単なる手段ですよね?
>>813 の2〜4にも早く答えて下さい。
過去のだれもが踏襲してきた手法を頑固に否定する理由は何ですか?
都合の良いデータが出ないからですか?
ちなみに、議論は手段であって、議論をすることは目的ではありませんのであしからず。
多角的な方法で複数の検証をする、なんてのは学者として当然の態度であって、
まともな学者であれば、自説の補強のために出来ることを拒む理由はありません。
普通、一つしか拠り所のない仮説では信用は得られません。
この世界に「絶対的なもの」はありません。
あるのは、複数の方法で複数の人が確認し、否定されなかったもの。それだけです。
参考までに、否定する手段を有さないものを「疑似化学」あるいは「宗教」と言います。
まあ、あなたと議論する「必要」はありませんから。
あなたの方針に従えば、何も答える義務もないのですがwww
821 :
811 :2005/07/15(金) 23:57:08
>>819 >そもそも貴方様のご質問にあった
>メタノール1モルと水素1モルを比較する意味がなく
私はそんな質問はしていませんので、あしからず。
>私の議論はあくまでも全て化学式によって構築されており、その問題点を
>検証するのが目的の一つだからです。
あなたが
>>809 で仰るように、ご自身の所属学会のメーリングリストで行ってはいかがでしょうか?
あなたが学会に所属していて、メーリングリストで発言できる立場にあるなら、の話ですが。
少なくとも、ここで議論を引き受けてくれる人はいないでしょう。
あなたの理論はレベルが高すぎて、誰も付いていくことが出来ません。
我々が地上にいるとするとするならば、あなたは宇宙ステーションにいるくらいの高度差があります。
関門外の分野に口出しなどせず、早くご自身の研究に戻られた方がよろしいかと。
822 :
481 :2005/07/16(土) 00:08:57
>あなたの主張する「蟻酸塩」の目的は何ですか? 実験研究の目的は人それぞれで千差万別あってよいと思いますが、 私の目的は、国家全体のエネルギー自給率を100%に近づける ような科学システムを実証データを付けて具体提案し、 グローバルな社会安定化に繋げる事です。個々のセルを作る事ではありません。 この目的のため必要に応じて適宜手段を選んで対応を続けています。 よって燃料電池にこだわる必要すらなく、もっと良い方法があれば、 それも検討します。私にとって実験とは上の目的を達成するための手段 でしかないからです。其の上で現時点で考えうる最もベストの方策案 を示したのが今回の792でありその骨格を一連の化学式で示して 不特定多数にあえて問う形にして、化学的な面での問題点を検証している のが現在の状況で、そのため具体的な質問があった場合は疑似科学に ならぬよう全てお答えしている訳です。しかし今回のような 目的と手段が逆転した対応に関しては対応困難な状況で当惑しています。 私は先生のここ数日の一連の質問は議論のための質問とは思えず、単に グルコース燃料電池研究を守るための質問のように思えてなりません。 そうでないとここまでのご対応は考えられないのではないでしょうか? 糖燃料電池は今後も医療機器分野で進化していくのは確実と思いますが バイオマス発電にはやはり糖化コストが不完全燃焼ガス化法とは 比較にならない非効率で、かつセルの発電効率もDMFCと比較し 何桁か低い以上、こういった議論を進めるのは仕方がなく、 客観的に対応を行っていくしかないのではないかと個人的には考えますが。
823 :
あるケミストさん :2005/07/16(土) 00:36:09
読みにくいよね。
481はキチガイ。 どんなレスも全て自分に都合が良いように歪曲して解釈している。 もはや放置して481を研究に専念させて卒業させてあげる方がよろしいかと。 一つだけ言っておくと >グルコース燃料電池研究を守るための質問のように思えてなりません。 誰もそんなことを言っていない。 全てお前の思い込みだ。 ついでに言うと、誰も糖の燃料電池を一般的な発電目的に使えなどとすら言っていない。 821は下手にあんなことを言ってくれているが、 多少知識のある人間が地上に生きているとしたら おまえは地獄の底から身勝手な呻き声を上げているに過ぎない。 現実的に破綻している。誰もそんなものは聞きはしない。 そしてなんだかずっと先生、先生ほざいているが 傍から見ていて何か勘違いしているとしか思えない。 一人が名無しを名乗ったり、ある名を名乗ったりしている可能性は全否定できないが。 精神科に行くと良いよ。 妄想が激しくてコミュニケーションが取れません、と。 そこで病気を治して、基礎を勉強してコミュニケーションが取れるようになったら改めて来いよ。 注:精神病の方を差別しているわけではありません。 その点悪しからずご了承ください。
825 :
あるケミストさん :2005/07/16(土) 00:59:33
>そもそも貴方様のご質問にあった >メタノール1モルと水素1モルを比較する意味がなく おまいが最初に持ち出したんだろw その調子だと実生活でも苦労してそうだけど頑張れよ
826 :
あるケミストさん :2005/07/16(土) 01:45:43
>>481 おまえが先生とか呼んでいる、た?527はそもそも燃料電池が本業ではないと言っていたような。
触媒化学から当たろうが電気化学から当たろうが電気化学の勉強が必要なのは当然。
そして527の主張の仕方からすると、それが本業で不勉強はまずあり得ない。
よって仮におまえの勝手な妄想だろう。
ところでおまえは燃料電池の実用化まで切り込もうとしながら
多くの人が言ってきたように電気化学の基礎となる熱力学の基礎も分かっていないのな。
失格。ここで何かお前が言っても何も議論になどなりはしない。
そしてお前の情報の集め方からできるのは無知な人間を騙すことだけ。
ttp://www.katsu.co.jp/ はっきり言ってこういうのと大して変わらない。
量子論からすると電子は原子核の周りを回っていないのですが。
誰も見たわけではありません。それに一定周期を持つことは量子論でも変わらず何ら議論に支障はないはずです。
細胞はそんな波動は持っていません。何を仰っているのか理解できません。
事実多くの方の病状が改善しています。間違っているのはあなたです。
瞬時に止血してしまうようでは常識的に全身の血液が凝固します。
その様なことは起きていません。何の問題もありません。
量子論的にどういう状態なのか示してください。
量子論的に示す必要はありません。このような効果が得られているのですから。
だからほっといてやれよw
こねーなぁ。 大抵の大学生は朝遅いからな。
基礎的な質問を一つしただけで、 「おまえらの研究は全体から見たら取るに足らないものだ」って言われたら、誰でも腹を立てる。 間違いなく蟻酸塩の研究は、燃料電池研究全体から見たら、取るに足らないものだろう。
830 :
481 :2005/07/16(土) 12:04:02
>基礎的な質問を一つしただけで、 「おまえらの研究は全体から見たら >取るに足らないものだ」って言われたら、誰でも腹を立てる。 貴方の今回の一連のご対応はこの一言に集約されていると思います。 ご専門であろう糖燃料電池のバイオマス適用に否定的見解が出た段階から 貴方様は平常心が失われ、普通の言葉を使っておられません。ジェントルマンシップを 失われた貴方様のお姿を見て不快に思われる閲覧者もおられるのではないでしょうか。 私は匿名の場であるからこそ議論にはジェントルマンシップが必要であると思います。 如何に地位が高くともジェントルマンシップを忘れては多くの方が残念がると思います。
831 :
481 :2005/07/16(土) 12:05:15
私の一連の議論の骨子は全て化学式にのっとって行われたものであり、 その化学式に対する質問、問題点は全て化学式にて返答させていただいています。 勘違いや計算ミス等による誤りは即座に修正し、其の上でご意見を問うています。 当方側の化学式議論で現実的に実験で使う熱・統計力学は、 気体状態方程式・ボイルシャルルの法則水準で対応できる事が多く、 必要ならばギブス自由エネルギーに関しても対応しますが、今回の議論に関しては 気体状態方程式・ボイルシャルルの法則水準の熱・統計力学で対応可能だったため そうしたに過ぎません。目的と手段が逆転したコメントにはお答えしていないのは そのためです。
832 :
481 :2005/07/16(土) 12:27:34
昨日、話しました大きな目的の上で、私が試みている事の一つは、 『生態系科学と燃料電池との融合』であり、そういった場合、必ずしも自分でセルを 作る必要はありません。ただ個々のセルの特性を知り、生態系に適用するには どういったセルをどういった形で使えばよいか、生態系の立場から 燃料電池専門家にご意見を問うているのが、私にとってのこの場です。 そしてこの『生態系科学と燃料電池との融合』を行うためには 必要ならば自分で合成化学も行いますし、遺伝子科学も行います。個々の科学は 私にとっては手段に過ぎず、目的に応じて使い分ければ良いと考えています。 また生態系分野の特徴は、科学は科学者だけのものではない面が大きい点です。 どうしても環境社会学、環境経済学的な配慮が求められ、そのためこういった場を借りて、 専門家だけでなく、一般の方のご意見を広く伺おうとしている訳です。 今回の議論を通しての印象は、どうやら国内外に『生態系科学と燃料電池との融合』 を試みているものがいない事、従ってそういった分野の理解が今ほとんどない事、 そしてこの『生態系科学と燃料電池との融合』を行えば日本全体の電力エネルギー 自給率100%確保に大きく近づける可能性があり、今の段階では誰もそれを否定できる 科学的欠陥を化学式で示しておられない事です。もし私の妄想とされるならばその妄想と される議論の欠陥部分を化学式で示してもらえませんか?それがないと中傷になります。 私は考えるに、今の段階では私サイドのご提案は何ら化学的に崩れていません。
833 :
481 :2005/07/16(土) 13:14:40
>間違いなく蟻酸塩の研究は、燃料電池研究全体から見たら、 >取るに足らないものだろう。 ところで、最近、あちこちで風力発電の美しい白い巨大な風車が見受けられ、 我が国の景観の一部にまで溶け込みつつある感がありますが、あれだけの数の 風車を全国に建設するための建設費は(調査はしていませんが)国家全体では 相当額に昇っているものと推測できます。 其の一方で、風力発電所は実は日本全体の電力消費量の1%に満たない 量しか発電できていません。その「取るに足らないとも見える1%以下」のために 相当な国家投資が行われている訳です。現時点では国家は風力発電所を 作れば作るほど、売電を通して(補助金由来の)赤字が嵩んでいます。しかし それでも国家は続行している。それは何故か。それは言うまでもなく エネルギー自給率を高めるためであり、エネルギー自給率向上はそこまで国策上 重い意味を持つのではないでしょうか(個人的には21世紀後半の生命線と考えます)。
834 :
481 :2005/07/16(土) 13:15:08
燃料電池の液体燃料に関する私の議論(741)は、発電効率に2倍の差が出る 「バイオマスからのメタノールと蟻酸との選択の差」によって、この全国の風力発電所 からの発電量を遥かに上回るであろう発電量を、国家として、わざわざドブに捨てるか 有効に使うかがかかってきている形になるので、(蟻酸合成時には残る水素ガス からの発電量も含めれば)同じバイオマスからの発電量に2倍もの差があり、安全性の 面でも大差がないならば、バイオメタノールよりも蟻酸を選択すべきではないかという事 を気体状態方程式・ボイルシャルルの法則水準の熱・統計力学で示したに他なりません。 そしてそれに対する科学的反論が現時点ではなく、もしあるならば化学式を通して お教えいただきたいとお願いしているに過ぎません。またこういった観点で見た場合、 (バイオマスからの糖化にコストやエネルギーが桁違いに嵩む一方、セルの発電効率 が少なくとも一桁は低い)砂糖やグルコースを医療機器だけでなく、ポータブル電源燃料 にも使うのは、国家としてマイナスなのではと申し上げている。そしてこれが貴方様を 怒らせていますが、客観議論の面でこれはやむをえないとやはり考えます。
835 :
481 :2005/07/16(土) 13:47:19
>間違いなく蟻酸塩の研究は、燃料電池研究全体から見たら、 >取るに足らないものだろう。 私のこの計算が間違っていなければ、バイオマス蟻酸は、(エネルギー自給率向上 が21世紀後半の生命線となっている)国家に採用される可能性が出てくるかと 思いますが、そうなれば状況は一変すると思います。またこういった国家エネルギー 自給率向上の面だけでなく、そもそも蟻酸の特性の最も大きいところは、DMFC において電流密度がメタノールよりも大きい点です。市販のセルを使って ポテンショガルバノスタットで数時間にわたって経時測定しても、等モル比較で 数割の発電量の差が出ます。これは分野によっては非常に大きな意味を持ちます。 何故ならば分野によっては数割の発電量の差が死活につながる場合も あるからです。例えば、軍事部門。現在、イギリス軍はマルコーニ歩兵通信システム という歩兵用の個人無線機を大量採用しています。これは喉頭マイクや無線レシーバー を備えたポータブル電気機器で、電源は単三電池2ヶで稼動しますが、戦場において 単三電池を大量に持っていくのは効率が悪く、遅かれ早かれDMFC(燃料電池)に 切り替わるのは明白です。そういった場合、同じモル数で出力が数割高い蟻酸を メタノールより優先採用するのは軍隊として当然であり、同様な事は狙撃探知機フェレット、 コーナーショット等に関しても言え、軍隊は今ポータブル電源を必要とする機器で あふれかえっているとも言えます。そういった場合、誰もメタノールは使いません。 ましてや出力が低いグルコースや砂糖も使いません。使うのは明らかに蟻酸です。
836 :
481 :2005/07/16(土) 13:47:55
よって蟻酸は軍事物資となり、各国の軍隊で相当量毎年消費される事は明白です。 すなわち膨大な蟻酸「官需」が発生する。そしてだからこそ米国ではペンタゴンが 蟻酸燃料電池を研究しているイリノイ大学グループのスポンサーになっている。 こういった使われ方は恐らく国内の治安部門でも今後加速する事が予測されますし、 いずれにせよ膨大な官需が生まれるのは間違いないと分析しています。 (また軍需以外の民需においても、レジャー業界や管理者がおける業務発電等で 「高出力の液体燃料」はメタノールにはない相応の市場性を持つでしょう)。 またそれだけの蟻酸ニーズを賄えるだけの炭素源が森林バイオマス4.5億トンや 可燃性廃棄物2.1億トンにはあり、バイオ蟻酸法の反応式が コークス由来の一酸化炭素を使う従来の蟻酸製造法と全く同じなので 大型プラント化さえすれば、従来よりむしろ安価かつ大量に供給できる見込みがある。 こういった形で燃料電池分野は軍事部門に浸透すると共に、 『生態系科学と燃料電池との融合』が進む事によって、世界中の各地域の エネルギー自給率が高まると、結果として争い事が、グローバル水準で減少し、 結果として大幅軍縮にもつながる。それだけのポテンシャルが燃料電池分野には ある。それに気付かず、科学者が個々のセルの開発研究のみに議論を終始させる のは、貴重な頭脳資源の浪費についながりかねないのではないでしょうか? 私は科学者は絶えず技術の使われ方に関して念頭において技術開発を進める 必要があると思いますし、その際、人類の福祉、世界の平和、ヒューマニティを 同時に考えていく必要が優秀な科学者ほど求められるのではないかと考えています。 そういった科学哲学を語れる場があってもよいのではないでしょうか。
単三乾電池すら嫌がるのにどこの阿呆が燃料電池を携帯するのかと問い詰めたい。 ところで「あなた」って誰? 一体481は誰と議論してるの? んでもって糖の燃料電池の研究している人で書き込んでる人いんの? その妄想壁どうにかした方が良いよ。 議論にならないで中傷めくのは99% 481のせいだと思うな。
>必要ならばギブス自由エネルギーに関しても対応しますが 必要なところでも対応してなかったしな。 481は蟻酸燃料電池を含めた研究していながら 蟻酸ナトリウムを用いた場合の起電力や出力密度すら分かってなかったんだろ? 卒研に集中した方が良いよ。こんなところに喜劇と不快感を作り出してないでさ。
839 :
527 :2005/07/16(土) 14:32:36
なんだか妙なことになってきたので。 私は527と名乗るのを止めてから2,3回しか書き込んでいません。 専門分野は電気化学ですらなく、メタンの部分酸化などを研究しています。 481氏がそれに触れてきた時に、無駄ですと断言したのはそのため。 間違っても糖の燃料電池の研究はしていません。 多くの方が指摘されているように、そのような妄想と訂正されない決め付けによって 良く分からない発言を繰り返されると怒りを買うだけですよ。 他の分野のことであってもはっきり言って見ていて不快です。
840 :
481 :2005/07/16(土) 14:36:51
>単三乾電池すら嫌がるのにどこの阿呆が燃料電池を
>携帯するのかと問い詰めたい。
以下の東芝の小型メタノール燃料電池DMFCの大きさをご確認ください。
http://kagakukan.toshiba.co.jp/06energy/newtech221.html このURLで「Fuel Cell MP3 Player」という商品コンセプトが
黒人女性をモデルにした写真と共に紹介されています。
DMFCを使えば、単3電池よりむしろ小さいので
ポータブル電気機器が小型化でき、しかも稼働時間も長くなります。
従って、このニーズは民需官需ともかなり大きいものがあるのではないでしょうか?
糖燃料電池の権威で糖燃料電池に関する見識は素晴らしいものがあっても
同じ燃料電池分野で数年前から論文化されている蟻酸燃料電池の存在や
東芝の小型MCFCのプレスを見ておられないのは、この分野の難しさを物語って
いるような気がします。お怒りはわかりますがもっとオープンに穏やかに議論できませんか?
なおバイオマス活用はその後の計算&分析より蟻酸ナトリウムではなく蟻酸に
限定利用した方が有利と考えを修正しています。以上宜しくお願いします。
841 :
527 :2005/07/16(土) 15:07:08
>東芝の小型メタノール燃料電池DMFC 質問は私ではないですけど、凄いですね。完成したら。 次の節の記述にはほとほと失望しました。 そこまで行くと病気と言われても仕方ないです。
842 :
あるケミストさん :2005/07/16(土) 15:09:54
私は810さんのおっしゃっていることに全く同感です。 燃料電池の、日本におけるリーディング研究者(電気化学中心)としてです。 481さんがどなたかわかりませんが、多分、810さんは、私がよく知っている方(何回も 学会等でお会いしている)です。 810さんの言われるように、481さんの提言は貴重なものです。シナリオとして 成り立ち得ます(試案・私案として)。イリノイグループは、極めてよく知っている知己のグループです。 一方で、プレークスルーを研究現場で求めながら、一方では、社会ニーズと地球上の リソースをきちんと考慮したエナジェティクスを含むシナリオ形成は、ブレークするの ガイドになる可能性があります。双方のひらめきが、どちらか側でどこかで一致したとき、 新しい切り口からの研究推進の糸口に気付くことがあるのでしょう。それを期待し、 私も、481さんのシナリオを一度、通してみようと思っている所です。 私も一員として、研究産業化したときの、サイエンス面での質的凋落を身にしみて 判っていますし、その危険性も感じています。サイエンスとしての知性を、実現可能性のある、 いや無くても成り立ちうる突飛なアイデアでもいいんですが、それを鏡として写してみることも 研究現場では大事なんです。 もう、840まで来て、1000になるとスレッドが読めなくなるんですか? それが心配です。 どうか、それまでに、481さんのシナリオの要点を把握したいと思っています。
>>842 通して読んで幻滅してくれ。
蟻酸燃料電池が今後発展する可能性は無いとは言えないが、
481の言っていることは明らかに滅茶苦茶だ。
それを指摘しても勝手な解釈をして論点をずらしてくるから示す気は起きないが。
あえて言うならバイオマス資源もゴミ資源も多くの人がその存在自体は知っている。
にもかかわらず、特に炭素固定に関してまるで自分が最初に提案したかのように言うのはやめてくれ。
845 :
あるケミストさん :2005/07/17(日) 01:19:55
質問ですが触媒上でのDME素反応モデルって すでに発表されてますか?誰か研究してモデルが できてるような気がするんですが 捜しても見つかりません。
846 :
あるケミストさん :2005/07/18(月) 01:49:21
>>844 『
>>842 つーか自作自演? 違ったらスマソ』
842です。 失礼な! とんでも在りません。
『燃料電池の、日本におけるリーディング研究者(電気化学中心)として』というのは
私(=842)自身のことを言っているのです。
810さんは、contextから特定できるほどに、どなたかわかったと自信がありますが、
その810さんが会ったことがあるように言う481氏は、一寸どなたかは、
推定できかねております(特定するつもりはございません)が、書かれていること
が、たいへん興味あります。
以上
847 :
あるケミストさん :2005/07/18(月) 01:51:27
>>845 「DME素反応」(?)という意味が通じません。
DME上でのどんな触媒反応過程の素過程を議論したいのですか?
特定して議論しましょう。
848 :
845 :2005/07/18(月) 04:20:33
自分機械工学専攻なんですが燃料電池について研究しており 電気化学について勉強中なんですが PEFC燃料電池で、DMEがPt触媒上にきたとき水素がはずれて その後水素イオンと電子にわかれますよね? このDMEが触媒上で反応が完了して水素ができるまでの 素反応がすでに発表されているかを知りたいのです。 自分で調べるにも実験設備がないので… 空気中での素反応はCurranという人が出してることは わかったのですか白金触媒上では???なのです 化学の知識が少ないので、自分の質問が正しいかもさだかでは ありませんが、質問の意味が伝わったでしょうか? 機械工学の知識しかない自分には化学むずすぎます…
糖の燃料電池の研究してる奴の書き込みなんてあったか? どうこをどうしたら、電気化学の基礎に関する質問が、 誰も話題にしていない物への擁護になるんだろうな。 ちなみに俺の専門は水蒸気改質。 で、「あなた」って誰?俺の事???
>>848 固体触媒上の素過程なんてまず分かっていないのではないですか?
O-Cボンドが活性化されて、
切れて、あとはアルケンやアルキンの水素化の逆行程と
吸着水Pt-OH2かもしれないし、Pt-OHかもしれないけど、
によって炭素は酸化される
といったことは想像できても実際は分かりません。
純粋化学畑の人はどうかしらないけど、 工学畑の人は触媒上での素反応ってそんなに気にしてないと思う。 実験結果から見て、各成分がこれくらい出てきたから多分こうだろう…でしょ。 何がどのくらい出てくるかが大事なんだから。
852 :
481 :2005/07/19(火) 08:18:34
>バイオマス資源もゴミ資源も多くの人がその存在自体は知っている。 >にもかかわらず、特に炭素固定に関してまるで自分が最初に提案したかのように・・・ おっしゃるようにバイオマスを燃料電池を含む発電に活用すると言うコンセプト自体は 従来からあり、其の点では決して目新しいものではありませんが、 バイオマス枯渇及び生態系撹乱させる事なく、毎年、持続可能な範囲で、 どのような種類の発電技術を、どのような組み合わせで使えば、 それぞれどの程度の発電効果があり、その結果、どの程度国家のエネルギー自給率向上に つなげる事ができるのか、そしてそれを可能とする社会制度としてはどういったものが 考えられるか、そしてその社会制度の導入によってどのような社会変化が予測されるか といった統合戦略に関しては、今までほとんど議論されてきていませんでした。
853 :
481 :2005/07/19(火) 08:18:57
本提案では、この点に着目し、これから開発する未来技術ではなく、現在、 既に(実験プラントレベルでは)確立されている様々な技術や知見を 一定の熱・統計力学(当面は気体状態方程式・ボイルシャルルの法則水準)を踏まえて 戦略的に統合した(組み合わせた)シミュレーションを、たとえ骨格だけでも行う事によって、 持続可能な森林バイオマス採集と可燃性廃棄物処理によって、日本全体の消費電力量 の大半を賄え、原発由来の高レベル放射性廃棄物処理問題や 火力発電所由来のCO2排出量問題を抜本的に低減しうる見通しを、 今回新たに見出した点、そしてそれを不特定多数の場で、共に考え 共に組み立てていただける方向性を提案した環境社会学的な側面が、 本提案の社会&生態系工学(ソーシャル&エコエンジニアリング)上の新規性だと考えています。
854 :
481 :2005/07/19(火) 08:29:27
【社会工学とは・・・】
東京工業大学 社会工学専攻HPより
http://www.soc.titech.ac.jp/ 『社会工学では目に見えない社会を目に見えるように計測し、
未来を予測し、よりよい社会を計画・設計し、そして評価する
という一連の問題解決プロセスの教育・研究しています。
「工学」は、「ある物を造りだしたり、ある事を実現させたりするため
の方法を研究する実践的な学問」ですが、そこで共有されている方法は、
「計測」と「制御」です。この方法を公共的な社会問題の解決に応用しよう
とするのが、社会工学の基本的考え方です。
制御の様式は工学の対象によって異なりますが、社会を対象とする社会工学では、
「計画(プランニング)」と「設計(デザイン)」が、キーワードになります。
対象とする社会は地域・都市・国土・地球規模という空間的広がりと、
住む・働く・学ぶ・憩う・やすらぐ・交流するという人間活動の広がりを
合わせもっています。
社会と科学技術の関係が不可分になった現代社会においては、社会を理解する知と工学の実践的な知、
この二つの融合が求められているのです。
855 :
481 :2005/07/19(火) 09:24:40
今回、共に考えていただいた点は以下の4点になります。 もし(共に考えていただきました)今回の提案の骨格が、本当に間違って いなければ、我が国には発電目的には、もうこれ以上の原発も火力発電所も 必要なくなる事になる(多目的な原発は一定割合で必要でしょうが)だけでなく、 エネルギー自給率が100%に近づく以上、財政や外交政策も含めた様々な面に、 国益に適った好影響を及ぼす事になるかと思いますが、この方向性で 「化学的若しくは熱力学的には」本当に問題がないか問題点等をどうか ご指摘いただければ幸甚です。化学的なご指摘には今後ともきちんと 熱・統計力学(気体状態方程式・ボイルシャルルの法則水準等)で 応じさせていただく所存です。
856 :
481 :2005/07/19(火) 09:25:45
1)持続可能な森林バイオマス量の推定(投稿763−765): 『森林における地上部での年間炭素固定量 9 tC/ha』 、 『日本の森林面積 2500万ha』 の2つの数値から日本の森林全体における 地上部での炭素固定量を9 tC/ha×2500万ha=2億2500万トンとした。 一方、 バイオマスの平均的な炭素率は0.5であるから、 日本の森林全体 における年産バイオマス乾物重量を4億5千万トンと見積もった。
857 :
481 :2005/07/19(火) 09:26:54
2)持続可能な森林バイオマス量から生産可能な電力量の推定(投稿764、781): 愛知万博で試験稼動しているバイオマスを不完全燃焼したガス中の 水素ガスと一酸化炭素ガスの双方を電力転換可能な 高温ガス化ガス利用MCFC(溶融炭酸塩型燃料電池)について、 NEDOに問い合わせ調査を行った結果、高温ガス化システムの炉内温度維持は、 基本的には原料の部分酸化熱のみで可能であり、実質効率は2kWh/kg程度 との情報を得た。この数値を日本の森林全体における年産バイオマス乾物重量を 4億5千万トンに適用した結果4億5千万トン×1000×2kWh/kg=9000億kWh (900兆Wh) という数値が得られ、日本全体の電力消費量の9割程度が、 持続的な森林バイオマス活用によって達成可能であるというシミュレーション結果が得た。
858 :
481 :2005/07/19(火) 09:27:34
更に可燃性廃棄物も2.1億トンも含めた高温ガス化ガス利用燃料電池発電を 行った場合、両者の合計だけで電力エネルギー自給率100%を達成する事が 既存技術の統合だけで可能となる。なお、AIST循環バイオマス研究チームの ガス化技術を使った場合は、上の数値より25%減となるが、それはAISTでは 水素ガスのみを活用し、(SOFC,MCFCでは燃料化できる)一酸化炭素ガスを 燃料活用していないためと推測できる。
859 :
481 :2005/07/19(火) 09:28:59
3)森林バイオマスからの液体燃料の選択(投稿739−742): バイオマス由来の燃料電池用液体燃料として現在、メタノール、蟻酸、糖の3種類が 候補として考えられるが、それらによる電力生産量を、熱・統計力学(気体状態方程式・ ボイルシャルルの法則水準)及び論文等に示された実測値によってシミュレーション比較 した。その結果、(合成において水素ガスを消費せずに水素ガスは電力転換に回せる) 蟻酸が最も高いエネルギー転換効果を示していただけでなく、反応中間生産物であ る蟻酸Naが融雪剤としても活用できる事が明らかとなった。ただ安全性の面では (糖以外は)一定割合での注意が必要である。
860 :
481 :2005/07/19(火) 10:41:42
4)森林バイオマス採集に関する環境経済学シミュレーション(投稿783−790): バイオマス採集1トン当りの (人手で賄った場合の)投資コストを1万円とし、 4億5千万トンの持続可能な森林バイオマスの採集経費を試算したところ、 4兆5千億円との数値が出た。現在、電力市場は約16兆円なので、 約3割の原料調達割合となり、ハバートピークを越え原油価格が 急騰している状況を踏まえれば、経済的な採算可能ラインにのりうる数値と考えられる。 なお年収250万円とした場合、この4兆5千億円からの雇用創出効果は 180万人にも及び現在の我が国の林業従事者人口を遥かに上回る 林業振興効果が期待できるものと考えられる。
861 :
481 :2005/07/19(火) 10:42:55
なお、本方向性で進む場合、ダイオキシン類特別対策措置法(投稿787)と 特定外来生物法の2法律を撤廃もしくは大幅緩和する必要がある。何故ならば、 日本の森林を現在の針葉樹主体の植林から(光合成速度が速い)広葉樹主体・ (窒素固定能が高い)マメ科植物主体の植林植草に変更せねばならず、 外来生物の大幅移入を余儀なくされ、「共生」の概念がより重要性 されるからである。「行過ぎた保全生態学」は次世代の 生態系保全&エネルギー活用にとってマイナスになりかねない可能性もある。 長くなりましたが、以上、問題点の指摘を宜しくお願い申し上げます。
融雪剤は塩化カルシウムなんかのほうが良い。 安いし、より安全。 森林に関して、木材利用のために杉林としたところは本来広葉樹林であるべき。 ブナやナラなどの林にするのは賛成な面もある。 しかしエネルギー利用のために生態系を大きく破壊するような 改造はいかがなものか。やめてほしい。 炭素固定が仮に2億トンされたとしてもそれを収集するのは不可能。 何故なら落ち葉となったものがそれだけの量あるわけでもなければ、 落ち葉の存在ではじめて生きていけるものが多数存在するため。 生態系は足元が崩れれば大変なことになる。 そして険しい日本の地形において、固定された炭素のみを 固定量に応じてきちんと収集することはあまりに困難。 自宅の裏に浅い林を何ヘクタールか持っている人くらいにしか 適用できないと考えるのが妥当。 蟻酸はエネルギー的には優れていても、価格が高くなる。 よって全体から見れば小規模のその手に用途において、 コストを無視してでも少しでも高いエネルギー密度をといった用途にしか 適用が困難であるが、そこまでするのであれば他にも手があるかもしれない。 メタノールは普及の見込みはある。 糖は体内埋め込みといった特殊用途でしか使われないであろう。
863 :
481 :2005/07/19(火) 12:03:01
「生態系科学と燃料電池の融合」に関する今回の提案に対して 植物保全生態学者と見られる方からの貴重なご意見をいただき感謝します。 >森林に関して、木材利用のために杉林としたところは >本来広葉樹林であるべき。 ブナやナラなどの林にするのは賛成な面もある。 部分的とはいえ一定の評価をいただき感謝します。現在の杉林等の木材用針葉樹林は 基本的には外来生物であり、元々の広葉樹林生態系を破壊若しくは大規模改変して 江戸時代から現在にわたって政策導入されたものです。そういった経緯と従来の建設材 としての利用より(燃料電池用)エネルギー材としての利用の方が経済採算性がとれる可能性 が今回出ている事の両者を踏まえて、それをまた広葉樹林生態系に復帰させるという点では、 従来の我が国の自然生態系の姿により近くなるものと考えられます。
864 :
481 :2005/07/19(火) 12:03:29
>しかしエネルギー利用のために生態系を大きく破壊するような >改造はいかがなものか。やめてほしい。 江戸時代からの何世紀もかけて、かつてブナやナラ等の広葉樹林だった森林生態系を、 建設資材調達用に大規模・広範囲に針葉樹林に変えた水準までは、我が国においては 「社会的・歴史的に許容された範囲」であるとまずみなし、その範囲内での生態系改変は 許容されるべきと考える必要があるのでは、と個人的には考えます。 もし今後国家がこの方向性で進む場合は、今後この生態系改変(エコ・エンジニアリング)を 定量化し、江戸時代から現在までの林野行政で行ってきた生態系改変の数値を 仮に「プラスマイナスゼロ」に設定し、其の上で次世代の生態系改変を数値的に どの程度までならば許容できるのか、保全生態学分野を含めて議論を進める必要がある のではないかと考えます。 また、そういった方針で進む場合は、カナダ政府等に採用されている「数世紀の視野で 行われているピートモス管理」の方法論がリター層管理の一つの方向性になるのではと 考えています。
865 :
481 :2005/07/19(火) 12:26:18
>炭素固定が仮に2億トンされたとしてもそれを収集するのは不可能。 >何故なら落ち葉となったものがそれだけの量あるわけでもなければ、 >落ち葉の存在ではじめて生きていけるものが多数存在するため。 >生態系は足元が崩れれば大変なことになる。 リター層とは植物ではなく土壌の一種となり、基本的には落ち葉や枝が一定割合で 無機化されたものですので、バイオマスとしては植物由来だけでなく、 昆虫、土壌生物、土壌微生物由来のバイオマスも相当量含んできます。 それが貴方様が指されている「落ち葉の存在ではじめて生きていけるもの」を指す のだと考えます。 しかし、それら土壌生物、土壌微生物バイオマス等に関しても、一定割合で 持続的に利用可能なはずであり、ここでは、その割合が年間炭素固定量に相当する 土壌バイオマス量と仮定して議論を進めていますが、厳密には(植物生態学者以上に) 土壌バイオマス研究者の参画が求められ、土壌生態系のモデル実験も必要になってくる のではと考えています。また生態系に余裕をもたせてこの土壌バイオマス量を活用する ためには、バイオマス量全体の増大が求められ、そういった意味で、意図的に バイオマス量(すなわち光合成能、窒素固定能)が大きい植物種や窒素固定菌種 を、その土地の特性にあわせた形で選んで生態系導入し、リター層の増大を 人為的に図っていく方向性が最も有効な解決法の一つではないかと考えています。
866 :
あるケミストさん :2005/07/19(火) 12:40:09
森林管理にいくらかかってるのか調べてから物を言ったら? 自分が支出しない金銭はただだと思ってない? 日本の米が高い理由を小学校で習わなかったかい? 全体量なんて狭い視屋で議論するのはやめようよ。
481さんの言うように自然改変を日本全土で行えば、 今まで行ってきたような植林とは訳が違いますし、 今までの改変にしても多くの弊害が出ており、反省の必要性があるのは明らかです。 さらに広葉樹林は比較的温暖な地域(つまり東北以南で高度の低いところ) にしか植えることができませんのであしからず。
868 :
481 :2005/07/19(火) 12:47:48
>そして険しい日本の地形において、固定された炭素のみを >固定量に応じてきちんと収集することはあまりに困難。 一般論ですが、山間部の険しい地形では、そうでないところと比較しますと 植物バイオマスの密度が低い傾向にありますので、地形によってバイオマス収集の 濃淡をつけ全体として一定量収集ができるような管理をしていけば対応できるのでは と考えています。この考えは基本的には従来の林野行政と同じであり、 現在でもあまり険しい地形は、木材用の伐採は行えていません。 なお、そういった面積を全体としてカバーする方法としては、前述しましたように その土地にあわせたバイオマス増大植物種&微生物種を生態系導入するか あるいは休耕田等の未利用地域を森林化若しくは雑草栽培する方向性が 考えられます。なお薬師堂、坂井による農林水産技術研究ジャーナルでの 発表論文(2005)によりますと、エネルギー用の雑草を1トン1万円で栽培すれば 離島発電は採算がとれるとのシミュレーションがあり、奇しくも「1トン1万円」は 今まで私が使ってきた富士通総研のバイオマス採集経費見積もりと一致しますので、 これを全国の休耕田等の未利用地域に適用すれば、ご懸念の問題に関しては 解決できるのではと考えています。
869 :
あるケミストさん :2005/07/19(火) 13:13:47
なんかさ、このスレ蟻酸メタノールの解説板になっちゃったね。
植物による固定炭素はそのほぼ全てが他の生物の食料となるものであり 利用できるものと考えるのは間違いである。 よって固定炭素量ではなくて、自然の復元力の中で資源利用を しなくてはならないことを忘れてはならないであろう。 その点で481氏の論理は根本的に間違っていると言わざるを得ない。
871 :
481 :2005/07/19(火) 16:58:26
>植物による固定炭素はそのほぼ全てが他の生物の食料 >となるものであり 利用できるものと考えるのは間違いである。 従来の林業というものも一定の割合の固定炭素分の木材を伐り出して 人間生物に役立てているものであり、貴方様の論理では従来の農林業自体が 成立しないよう思えます。大事なのは循環利用なバイオマス量が森林生態系全体で どの程度なのかという点であり、それが貴方の言われる「自然の復元力の中での資源利用」に 他ならないと考えています。そしてそれを査定するための一つの叩き台 として提示したのが光合成と窒素固定によって森林生態系で一年間で 新たに増加しうるバイオマス量であり、其の範囲で循環利用し、(まだ相応のC源や 金属を残存させている)不完全燃焼ガス化残渣を生態系に還元していくシステムを 採用すれば(不完全燃焼させた後の残渣はバイオマスの原型を留めているケースも多く 相応の元素が残っていると推測しています)、今回提案したシステムは回るのではないでしょうか。 他に代替案があればそれに越した事はありませんが、今のところ本方法論しか確認できません。 他に何か良い方法があるでしょうか。
872 :
481 :2005/07/19(火) 17:11:53
>蟻酸はエネルギー的には優れていても、価格が高くなる。 >よって全体から見れば小規模のその手に用途において、 >コストを無視してでも少しでも高いエネルギー密度をといった用途にしか >適用が困難であるが、そこまでするのであれば他にも手があるかもしれない。 今後更に詳細に分析していく必要がありますが 森林バイオマスから蟻酸合成する際に同時に生産できる水素ガスからの発電も 同時に考えていけばメタノールと価格は変わらなくなる可能性も出てきています。 そもそもメタノールを大規模採用した際は、国家が獲得できる電気エネルギーは 蟻酸と比較し大幅減少し国家全体のエネルギー採算性がとれなくなる 計算(投稿739−742)になりますので、天然ガスからの安価なメタノール生産 が可能な時期は貴方様の言われるとおりですが、それが枯渇の方向に 向かった段階で(天然ガスの資源寿命は60年)成立しにくくなるものと予測しています。
873 :
481 :2005/07/19(火) 17:27:13
>融雪剤は塩化カルシウムなんかのほうが良い。
>安いし、より安全。
一般に凍結防止剤に用いられている塩化カルシウム・食塩など塩化物系のものは、
沿道植物への害や自動車等鋼材の腐食、コンクリート構造物の劣化など
さまざまな塩害の原因となっているそうです。
http://www.hazama.co.jp/pressrelease/2005/050414.html 一方、蟻酸Naは塩化物(塩素)をほとんど含まないため、金属腐食性および
植物への害などが塩化カルシウム系の有機物よりも少なく、(安価な塩素系よりは
市場規模が小さいものの)それはそれで塩素系とは違った一定の市場が既にあるようです。
詳しくは上のURLを確認していただけないでしょうか。
874 :
481 :2005/07/19(火) 17:38:37
>森林管理にいくらかかってるのか調べてから物を言ったら? もしこの方向性で国全体が動き出せば、森林管理に現在使っている巨額の税金 の一定割合をそのまま活用できる形がとれるのではないでしょうか?其の点、2.1億トン の可燃性廃棄物処理と似ていると思います。可燃性廃棄物もそれだけで現在数兆円 の廃棄物処理予算がついていますが、それをそのまま使って国家の電力需要の 相当割合を電力生産できる点が今回提案した方向性の利点です。 化石燃料は今日明日枯渇するものではなく、今はまだハバートピークの頂点にあり 石油を使い放題使えますが、そのような恵まれた時期のうちに、化石燃料が枯渇した 際の青写真を整えておけるかどうかで、社会の安定性が今の段階でも結果として 随分と違ってくるように思えてなりません。今回、私が提示した案では 仮に石油やウランが枯渇しても豊かな森林生態系を持つ我が国ならば 何とか回るのではないかと思います。他に有効な代替案があればお教えくださいませ。 なお、「農は国の基本なり」と主張した農本主義(のうほんしゅぎ)という思想がかつて あったならば、「森は国の基本なり」とし、化石燃料が枯渇した後は、森をベースに 森と「共生」して生きる「森本主義(もりほんしゅぎ)」という思想が、燃料電池技術の浸透 によって今後出てきても不自然ではないような気もします。多様性を尊重し、平和を愛し、 森と穏やかに共生する社会。エネルギー自給率向上施策提示によって穏やかな社会 になってくれる事をただ祈ります。何とか平和を・・・
>>871 歪曲して読むのはやめてください。 よく意図しているところを考えてください。
>>872 >そもそもメタノールを大規模採用した際
エネルギー問題に関わるほど大量のメタノールをどうして合成しなくてはならないのか教えて欲しい。
メタノールの用途に関しては既に議論がされていたはず。
以前481が指摘していた風力は、頑張れば現実的に全電力をまかなえる可能性があるからであり、
1%のためなどに金をつぎ込んでいるわけではない。
877 :
あるケミストさん :2005/07/19(火) 18:13:49
多様性を尊重しながらエネルギーのためだけに画一的な森を作ろうとする481。
878 :
481 :2005/07/19(火) 20:04:48
米国での風力タービンの高性能化や非常に高いタワーでの風力発電等のアイデアは 読売新聞の論説でも昨年か一昨年拝見しましたが、実際それだけの 性能をもった風力発電タービンの実証試験結果が現時点では確認できませんでした (もしあるならお教えいただけないでしょうか。特に国内データ。) よって試験プラントレベルでの実証試験結果が現存し、かつ実行可能な見込みが 少しでもあるプランは残念ですが今回の提示案以外には私は確認できません。 また私が知らないだけで仮にそういったデータがもしあっても、国家としては 社会安定化のためにも幾つか選択肢をもっておいた方が良いかと思います。 >多様性を尊重しながらエネルギーのためだけに画一的な森を・・・ 他に一定の実証データがある代替案があれば、森林生態系に手を加える必要性はない ので、それの方が私も良いに決まっていますが、なければ森林生態系に頼るしかないのでは というのが今回の提案の趣旨です。ただ、「画一的な森」という点では現時点での森も 相当に画一的な状況に既になっていませんか?例えば全国で進む松枯れは 画一的な松林を展開させたから一気に生態系崩壊に進んだのであって、林に多様性を 持たしていればあそこまでの状況にはなっていなかったと思います。石油生産量限界に伴う 原油価格急騰が進み今回の一種のテラフォーミング案をもし採用する状況に将来なる ならば、森林生態系の多様性指数を現在より減らさない形で、エコエンジニアリング できる可能性も十分にあるかと思いますが・・・ いずれにせよこういった環境と経済を両立させた今回の代替案提示によって より穏やかな平和な社会に推移する事を祈りたいと思います。
風力発電に「現時点」ではまだ駄目と言いつつ、 もっと現時点では見込みが薄いとしか思えない 481の提案をひたに推す理由は何ですか? そんなことをするくらいならまず全家庭の屋根に 太陽光発電装置を取り付けてはいかがですか? 無から家庭で使われる電力のかなりの割合が生み出せることになりますが。 また >林に多様性を持たしていればあそこまでの状況にはなっていなかったと思い そこまで分かっていながら、さらに完全なまでに 生態系を改変してしまおうとする意図が理解できません。 人間が裕福な暮らしをするためなら何でもありですか? >森と「共生」して生きる「森本主義(もりほんしゅぎ)」という思想 そんなものは共生ではありません。ただの奴隷化と搾取です。 大航海時代だのアメリカが新大陸発見だのと同様です。 あなたの言っている平和というのは、あなたの心の平静でしかなくそんなものは偽善です。 そして870と875の言っている事は分かっていますか? 炭素固定量と持続可能な使用量とがもし一致すると言うのであればそれを示してください。 さらに866の言っている事もあまり理解されていないようですね。 ・森林管理費、無論これは膨れ上がる ・蟻酸を安く売る損益 ・バイオマス輸送 ・発電コスト ・水素発電の利益 これらをトータルして赤字にならないことを示してください。 あなたはいつも都合の良い点だけを組み合わせて論破を試みられているようなので困ります。
>>872 >森林バイオマスから蟻酸合成する際に同時に生産できる水素ガスからの発電も
>同時に考えていけばメタノールと価格は変わらなくなる可能性も出てきています。
原料費から考えましょうや。
水素なんてNaOHに比べたらほとんどタダなんで価格が変わらなくなるなんてのは妄想。
あんたの言っている方法を示すとこうなる。
1.CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O CO + NaOH → HCOONa
2.ここで蟻酸ナトリウムのみを再結晶あたりで分離
3.2HCOONa + H2SO4 → 2HCOOH + Na2SO4
4.ここで蟻酸のみを蒸留で分離
5.余ったNa2CO3とNa2SO4から電解でNaOHとH2SO4を再生
6.蟻酸を売る
7.余った水素(激安)で発電
すんげぇコストだな。そして電解に必要なエネルギーはあんたの試算ではとても足りない。
一方メタノール
1.CO + 2H2 → CH3OH CO2が多少副反応でCO,CH3OHを生成
2.液体をそのまま取り出して、場合によっては蒸留
これでどうして価格が等しくなれると思う?
そして蟻酸の方がエネルギー損失が少ないというのも、これでは相殺されてしまうよ。
じゃあ蟻酸ナトリウムか。出力密度が低すぎて話にならない。
>>880 >そして蟻酸の方がエネルギー損失が少ないというのも、これでは相殺されてしまうよ
それどころか足が出てもおかしくないのではないかと。
じゃあ炭酸ナトリウムと硫酸ナトリウムも売るか?ってなると
売値が原料価格割り込むし、買ってくれる相手が現れるとも限らないし。
>>881 足が出るというのは、根本的に作れば作るほど
エネルギーがマイナスになるという意味で。
そしてそれらの塩を売るとすると、電解で製造した水酸化ナトリウムを
消費することになるから、それはそれでコストもエネルギーもかかる。
>>481 大気中CO2 6*10^16mol
植物によって481が主張するC固定量 17億ha * 8*10^6mol/ha = 10^16mol
6年で大気中のCO2が無くなる計算だな。
海に存在しているCO2もその100倍くらいで無くなる。
では何故無くならないのか。
炭素は生物によってそのほとんどが再びCO2として大気中に排出されているから。
本当に毎年10^16molも固定されているなら
何億年かの間で石油がどれだけ蓄積したことか。
つまり481の主張する炭素は本来使えない量。
使えるのはそこに衝撃を与えた時に自然界がそれ以上に頑張って元に戻す力の範囲内。
従来の林業は、成長は早いし、手を加えられているし
下草もまともに育たない(つまり栄養を漏らさない)ような
杉林であることを踏まえたうえで、おおまかにその中に入るのだろう。
870の主張はこういうことだ。
ちなみに森林で蓄積していく土の量は100年以上の時をかけてやっと1cmだそうだ。
こんなことに力を注ぐなら、食料自給率の改善でも目指したらどうか。
884 :
481 :2005/07/20(水) 08:30:38
@森林バイオマス(2500万ha):4.5億トン A可燃性廃棄物:2.1億トン B休耕田・遊休地等(400万ha)における大規模雑草栽培:2.7億トン の3つのバランス配分を調整すれば、今回ご指摘いただいた点の大半は 対応できる事かと考えます。本提案ではこのバイオマスの大半を 高温ガス化装置に供し、其の中のH2ガスとCOガスを MCFC若しくはSOFC発電に活用する方向性で、国家全体の必要電力量 を100%賄い、必要に応じて液体燃料(メタノール、蟻酸)を提供するシステムを 公開討論に問うている訳ですが、本方向性で進んだ場合、 不完全燃焼ガス中のCO2ガスは手付かずで自然生態系に放出されますし、 燃料に用いるCOガスの炭素に関しても発電後はやはり大気中に戻されます。 また不完全燃焼後のバイオマス残渣にも(ガス化方法にもよりますが) かなり炭素源が残存しており、カルシウムやマグネシウム等の生体に必要な金属類も 残っていますので、それも採集した現場に還元できる訳です。
885 :
481 :2005/07/20(水) 08:31:43
従って、元素循環の面で見た場合、何も「使ってしまう」訳ではなく、 全て自然生態系に戻され復元力の中に加わる訳ですから、其の点 全て使ってしまうような印象をもった先の投稿に関しての部分に関しては 一定割合で対応できるのではないかと考えます。 また食料自給率に関しては、日本の農業は石油漬けであるとよく言われるように エネルギーを断たれると農業自体が今のままの運用では動きにくくなります。 よって食料自給率向上とエネルギー自給率向上は表裏一体であり、 まずこの問題に対処する必要があるのではというのが一つの考え方かと思います。
886 :
あるケミストさん :2005/07/20(水) 10:38:45
結局481は何も分かっていないのか。 馬の耳に念仏とはこのことだろうか。
痛いオカルト信者に如何に言っていることが おかしいかを説明している時と同じような暖簾に腕押しの感覚だ。
888 :
481 :2005/07/20(水) 11:13:25
日本全体のエネルギー自給率100%に向けて
1.我が国の全消費電気エネルギー9240億kWの14%を占める
一戸建て(2600戸)による消費電力に関しては
家庭用太陽光発電(シャープ等)若しくは風力発電(神鋼電機等)で
現在の経済システムの中で既に対応可能な範囲になっている。
風が比較的強い地域は風力発電で、主に南日本は太陽光発電でカヴァー。
必要ならば環境法を新たに制定して住宅設置を義務付ければよい。
価格は200万円程度(年3600kWh換算)。減価償却は15年程度。
いずれも燃料が要らない点が有利。
備考:
全国の全ての持家(約2600万戸)に5kWの太陽光発電システムを搭載すると、
日本全体の電力使用量の14%をカバー。
計算式:2600万戸×5kW÷9240億kW=14%
価格が250万円。減価償却が15年。実績は累積17,500棟(2002年現在)
http://www.sekisuiheim.com/info/press/20021219.html 家庭用として見た場合、現時点では1台1000万円し試験段階として
10年100万円レンタルの家庭用燃料電池よりも有利。ただ集合住宅や業務用電力が賄えず、
最大14%の範囲内に留まる。よって残りの86%は別システムがやはり必要。
889 :
481 :2005/07/20(水) 11:14:13
2.残りの86%分の電気エネルギーは、高温ガス化装置を用いた バイオマス燃料電池発電を稼動させれば現時点の技術段階で完全自給可能。 燃料源としては以下の3つが考えられ、計9.3億トンのバイオマスが対象となる。 @森林バイオマス(2500万ha):年間4.5億トン A可燃性廃棄物:年間2.1億トン B休耕田・遊休地等(400万ha)における大規模雑草栽培:年間2.7億トン 家庭用電力を太陽光発電と風力発電で全て賄い、残りの86%分の電力を 高温ガス化ガス利用MCFCの現在の発電効率(2 kWh/kg)にての 発電する際に必要なバイオマス量は 9240億kW ×86% ÷ 2000 kWh/t = 4.0億トン となる。よって可燃性廃棄物と遊休地雑草栽培分の計4.8億トンだけでも 何とか賄える範囲ではあるが、賄いきれない部分のみ森林生態系に頼る形が望ましい。 其の場合でもこの雑草栽培(エネルギー農業)と森林管理(エネルギー林業)部分で 180万人の新規雇用が得られる。遊休地を使った雑草栽培は1トン1万円で可能。 窒素固定菌が活用できるマメ科雑草の中でバイオマス量が多いものを選ぶのが望ましい。 こういった方向性ならば森林生態系に対する悪影響は最小限に留まる。 これでいかがでしょうか・・・・
>これでいかがでしょうか・・・・ 指摘された問題は一切解決していない。 879 880 883の指摘をきちんと表出を汲んで 理論的に回答してくれ。
891 :
あるケミストさん :2005/07/20(水) 12:36:29
林業の話だが、今の予算は今ある国有林を保護するだけの予算でしかないから、落ち葉拾いがボランティアでない限りはコスト純増だよな? それはともかく、システムの 運 用 に対して林野庁の予算をあてにするってことは、最初から独立採算化を放棄して、税金で損失補填しながら蟻酸を作り続ける計画だって事でいいのか?
892 :
481 :2005/07/20(水) 13:18:15
【目的】 我が国の全電力エネルギーを @バイオマス燃料電池発電 (80%程度) A水力発電 (10%程度) B太陽光発電・風力発電 (10%程度) の3つを中心とした自然エネルギーのみで100%賄い、 現在の原発由来の高レベル放射性廃棄物問題と火力発電由来のCCO2問題の双方を 抜本解決すると同時に、原油・ウラン・石炭輸入量を大幅に減らし、その結果浮いた 原料調達経費分をバイオマス採集のための180万人クラスの新規雇用(エネルギー農林業)に 結びつけ、最終的にはグローバルな社会安定化につなげるための戦略案を具体開示する事。
廃プラスチックの分解再生をちょこっとだけやったことあるけど 生ものとか生活に使われるものを原料にするのは難しいよね。 結局洗浄や加工、破砕にかかるコストがかかるし、純度なんかの面で 合成品になかなかってゆうかほとんど太刀打ちできなかったな。 あ、あなたにはなんの関係もない話なんでレスつけなくて結構です >481
894 :
481 :2005/07/20(水) 13:41:10
【エネルギーの総量規制というコンセプトと京都議定書】 資源エネルギー庁のHPによると、2000年度の発電電力量は9396億kWh。 可能ならば国家はエネルギーの総量規制を行うのが望ましい。これはバブル崩壊時の 不動産投資総量規制に準じたものであり、一つ間違えれば景気失墜になりかねないが 限られたエネルギーの範囲で経済効率を上げる技術システム及び社会システムを 構築するには、エネルギーの総量規制は一考に値する。 なお、国家全体のエネルギー総量は国家全体のCO2排出量と強く相関するので 事実上、京都議定書CO2排出量規制が国家のエネルギー総量規制となって機能している という捉え方もできるが、これに法的拘束性を持たせれば、国家システムは 抜本的に変化していく事が期待できる。
895 :
481 :2005/07/20(水) 13:42:34
【エネルギー自給率100%の概要】 上記の9396億kWhのうち自然エネルギー分は 水力発電 9.6% 地熱発電 0.4% 風力・太陽光発電 0.2% 自然エネルギー計 10.2% よって残りの原子力発電(34.3%)火力発電(55.5%)の部分の発電量は 9396億kWh×89.8%=8438億kWh。 環境法を新たに設定して、今後は一戸建ての新規購入者に対し全て 太陽光発電若しくは風力発電を義務付けた場合(減価償却15年、200万円程度)、 2600万戸 × 3600kWh=936億 kWh は中長期的には自給可能となる(すなわち数十年以内に全て建て変わる事を想定)。 なお本法律を施行する際には、発電機経費200万円分は全て国家融資可能とする。
896 :
481 :2005/07/20(水) 13:43:58
よって残りは 8438億kWh−936億kWh=7502億kWh. これをトヨタ・NEDOが開示した実質的な高温ガス化ガス利用MCFC 発電効率(2kWh/kg)で賄う場合に必要なバイオマス量は 7502億kWh ÷ 2000kWh/トン = 3.75億トン。 一方、我が国が年間利用可能なバイオマス量は @森林バイオマス(2500万ha):年間4.5億トン A可燃性廃棄物:年間2.1億トン B休耕田・遊休地等(400万ha)における大規模雑草栽培:年間2.7億トン であるが、Aの可燃性廃棄物2.1億トンの全てがガス化に適している訳ではなく-、 Bの栽培バイオマス量算定量は気候が温暖な沖縄県をベースに計算されたものなので 本土ではその半分程度となる可能性もある。 よって生態系に影響を与えないA、Bの選択肢だけでは賄いきれず、 一定割合でBの森林生態系活用が求められるが、其の範囲ならば 森林生態系に悪影響を与えにくいものと考えられる。
何の説明にもなっていない。 使えないと言われたものをただ使いますと壊れたテープのように繰り返しているだけ。 面接試験でそれじゃ1次で落ちるよ。 悪いけど科学者として失格。 君が小説家で自分の物語の中でそれを描くなら構わないけどさ。
898 :
481 :2005/07/20(水) 16:31:18
>何の説明にもなっていない 上は貴方様のご質問に答えたものではありません。 貴方様の個々の質問の趣旨は理解していますが、時間をかけて 一歩一歩お答えし議論を深めていきたいと考えています。 散策しながら思考をまとめてそれから文章にするといった時間も必要ですし また他の業務を行う時間も必要です。いずれにせよ一つ一つ単発で 誠意を持って対応します。今しばらくお待ちください。
利用可能と断定して挙げたバイオマスが利用可能か分からんという状態でしょ。 そしたら突っ込まれて当たり前だと思うよ。
900 :
あるケミストさん :2005/07/20(水) 19:54:58
バイオマスが存在するのは事実だとして(いろんな意味で)それが使えるという部分は宗教でしかない。
使えないということは無いと思いますが、 使えるとしてもかなり用途は限られる気がします。 石油・天然ガスが枯渇した後の世界なら ある程度バイオマスに頼らざるを得ない気がしますが その状態で現在と同じような暮らしができると思うのは妄想でしょうし。
今852を見て笑っちまった。 >バイオマス枯渇及び生態系撹乱させる事なく、毎年、持続可能な範囲で、 その直後には、人間が贅沢をするためには 生態系の保護なんてやめて好き勝手改造してしまおうって言っているんだもの。 まいっちまう。 これ以上議論を続けても、多くの有能な人の時間が潰れるばかりじゃないか? そもそもここは化学板の燃料電池スレだぜ。 政治板の、独りよがりエネルギースレではない。
903 :
481 :2005/07/21(木) 08:43:50
燃料電池の社会工学的考察は普遍性がある人類共通の財産 になりうるポテンシャルがあり、あくまでも「化学」を基盤に議論を重ねる 価値はあるかと考えています。 さて、今は時間がないので、お問い合わせの要点の一部だけブリーフに答えます。 『バイオマスニッポン戦略策定へのいくつかの提言』によりますと 日本全森林純生産量は間伐材も含め年間2.5億トン(乾物)と 結論付けられています。 もちろん実際は、安価な海外木材に押され、我が国の林業は 経済採算がとりにくいためもあり、そこまでは木材生産できていませんが、 少なくともこの年間2.5億トン分は森林生態系への影響が 「林野行政の許容範囲」として毎年伐り出せるバイオマス量と 位置づけられています。 従って今回の私の提案では、この2.5億トンの毎年利用できる 木材分に関しては全てエネルギー面でも活用でき、其の分だけ 林業需要を飛躍的拡大できる事となり、その点は現在の林野行政の枠組みでは 議論の余地がないものと考えています。問題はそれを越えて森林生態系を バイオマス活用する時の範囲になりますが、それは追って考察してみたいと思います。
904 :
481 :2005/07/21(木) 08:44:58
しかしいずれにせよ今の段階でハッキリしているのは @森林バイオマス(2500万ha):年間2.5億トン (← 当面、変更。) A可燃性廃棄物:年間2.1億トン B休耕田・遊休地等(400万ha)における大規模雑草栽培:年間2.7億トン C海洋バイオマス(海草類の養殖) のみで我が国の電力消費量の7割以上に相当する7502億kWhを 現時点での技術段階での高温ガス化ガス利用MCFC 発電(実質効率: 2kWh/kg)賄えるだけの 7502億kWh ÷ 2000kWh/トン = 3.75億トン を確保できる目処が十分たったという事であり、本提案を投稿895,896と 組み合わせる事によって、我が国は今の段階で電力エネルギー自給率100% を十分に達成できます。 そして、それによって大量に浮かせる原油・ウラン・石炭輸入経費分を、 森林を中心としたバイオマス採集のための180万人クラスの新規雇用 (エネルギー農林業)に 結びつける事が実際に可能で、この方式が 日本発で世界普及しますと、グローバルな社会安定化につなげる事も可能 になっているという点ではないでしょうか?数多くのご指摘をいただきましたが この点は何ら崩れていないよう思えます。そしてこれが最も重要な点です。
905 :
あるケミストさん :2005/07/21(木) 10:55:47
十年前からはっきりしていることは、石油がなければプラントは動かないし、プラゴミも出ないと言うことだ。
906 :
481 :2005/07/21(木) 11:07:16
石油は、石油にしか使えない用途が沢山あり、そういった貴重な 石油を燃やして使うような使い方(火力発電)をこのまま ずっと続けていれば後40年ほどで枯渇してしますので止めませんか、 うまく使えば、今後も石油需要は何世紀も末永く続くのでは と提案しているに過ぎず、今回の提案は石油利権を侵しません。 むしろ中長期的に考えれば石油一族にとって逆にプラスになります。 この点は石油だけでなくウラン等も同じで、原子力には原子力しか 使えない用途も多く石炭には鉄鋼生産など石炭でないと使えない用途も かなり多いです。何も燃やして電気を作るような使い方をする必要は、 MCFC、SOFC技術の出現でもはやなくなっている。其の点を踏まえ、 どうか穏やかに平和的に対応していただけるよう関係各位に重ねてお願いします。
907 :
あるケミストさん :2005/07/21(木) 12:11:56
何も化学計算していないし、政治板でいいんでね? 石油埋蔵量とか、ゴミの総排出量だけをいじって、概要的な理想値を出すだけだったら化学はいらない。 詳細を検討しようにも、すぐ「それは不要な議論」だとか言い出して議論拒否するから、化学板である意味がない。
収率は?木材としての利用分は?石油需要の減退による雇用者数の減少とその新規雇用の差は? 原発の雇用は?プラントの大きさは?そのコストは?実験室レベル・小規模のをそのままプラント級のことまで持って行ってるの? 不純物はどうするの?
481は結局、ありとあらゆる不都合を他に押しやってしまえば 理論的にはエネルギー自給率が100%になるとしか言っていない。 そんなものはバイオマスに頼らなくともいくらだって方法はあるんだよ。理論的には。 それを無理やり現実的に可能と主張するために 誤解たっぷりでそこら中から記事をかき集めてきて 小型MCFCをその数字のままスケールアップして 家庭の発電が現時点でも賄えるとか言ってみたり。 481には、木を見て森を見ることもできなければ、 木の中身について検討するだけの基礎的学力も存在していない。 さらに悪いことに読解力が乏しいし、妄想も激しい。 >『バイオマスニッポン戦略策定へのいくつかの提言』によりますと >日本全森林純生産量は間伐材も含め年間2.5億トン(乾物)と >結論付けられています 嘘こくなよ。 車が入れない25%以上の傾斜が全体の75%を占め、回収は極めて困難。 その様な土地においても継続的に間伐を行うことができれば7500万トン の乾燥バイオマスとなる。 と記述されていて、理想的に考えてもそこが上限とされているだろ。 以前急峻な地形が多いから回収無理でしょ、という指摘に対して 緩やかな土地から中心に集めれば可能とか言ってたよな。 もうホラばっか。 一番平和的でないのは、481の主張の実現だと思うのは俺だけか? 今はっきりしているのは、これ以上議論?を続けていっても 有益なものが得られる見込みは無いということだ。
910 :
481 :2005/07/21(木) 21:24:57
911 :
481 :2005/07/21(木) 21:26:13
一方、世界で最も森林面積割合が大きい我が国ならば、 @森林バイオマス(2500万ha)→ 木材乾物で年間2.5億トン(公文書より) → 険しく伐採困難な山間領域を除けば2億トンか? *エネルギー林業にはマメ科木であるニセアカシア等が望ましい A可燃性廃棄物:年2.1億トン → 乾物では年間0.5億トン程度か? B休耕田・遊休地等(400万ha)雑草栽培:→ 乾物で年間1.6億トン程度か? *緑肥に使われバイオマスが大きいマメ科植物セスバニア等の採用が望ましい C海洋バイオマス(光合成を行い繁殖速度が早い海草類の養殖) 合計: 乾物で4.1億トン程度は生産可能。 (一方、電気エネルギー自給率100%に必要量は投稿896より3.8億トン) このうちAの可燃性廃棄物は「燃えるゴミ」であるから収集コストは新たには かからない。よって別途、バイオマス採集に必要な収集量は 3.8億トン−0.5億トン=3.3億トン程度。これに必要なバイオマス採集経費 は1トン1万円(富士通総研試算)として3.3兆円。年収250万円として 120万人もの新規雇用を全国の農林業関係者に提供できる(エネルギー農林業の出現)。 全国の農林業地域に雇用がここまで増えれば社会もずっと安定化するだろう。
912 :
481 :2005/07/21(木) 21:27:33
この3.3兆円は前述したエネルギー輸入総額の電気エネルギー分の 3.4兆円と額はほぼ一致する。すなわち現在の技術段階にて、 完全に経済効率が回る形で電気エネルギー自給率100%を達成する事が可能となる。 そしてこの採算性は原油価格の急騰が今後も続くほど高くなる。 もちろん、これは愛知万博トヨタ・NEDOの高温ガス化ガスMCFCプラント の実質効率2kWh/kgに基づいて計算されたものではあるが、 この効率はAISTの高温ガス化装置の実証データを用いた場合でも 25%しかシミュレーション値が違ってこず、違った機関の実証データのダブルチェックが 入っている分だけ信頼性が大きい。またお問い合わせがあった不純物に関しては MCFC、SOFCに関する不完全燃焼ガス化残渣は、貴重な生態系還元剤 となり、元素循環のために単に自然生態系に戻せばよい。また液体燃料合成時の 不純物問題は、液体燃料(メタノール、蟻酸)を必要量のみ合成する事によって 軽減する事が可能であろう。 また試験プラントとは言え、愛知万博MCFCの大きさ(3階建て建物程度)があるならば、 事実上本プラントと同じ規模と考えられる。従って必ずしも「実験室レベル・小規模のを そのままプラント級のことまで持って行ってる」あるいは「小型MCFCをその数字のまま スケールアップし・・・」とは言えない面もある。バイオマス燃料電池エコノミーの基本は バイオマスの輸送費を抑えるため小型のプラントを各地域に大量に設置する点 (すなわち分散型スタイル)にある以上、あまり大きなプラントの構築は輸送費削減の 面でむしろ望ましくない。MCFCもしくはSOFCをベースとしたこのプラントの大量設置は 21世紀型公共事業にすべきかもしれない。橋や道路はもはや十分に作り終えた という見方もあるので道路族・建設族の新たな政治基盤(公共事業地域導入)にも なりえマイナスにはならない。
913 :
481 :2005/07/21(木) 21:28:40
なお石油需要の減退による雇用者数の減少は、石油合成化学のプロセスは バイオマス合成化学(C1合成化学)に単に転換すればよいので最小限にすます 事が可能となるし、火力発電所・原子力発電所の運営部分は、単に分散型MCFC SOFCの運営要員に転ずればよいのでやはり最小限にすます事が可能となる。 また中東とのタンカー往復要員に関しては次に述べる東南アジアとのタンカー往復要員 に転換すれば雇用は継続できる。すなわち、本提案の方向性による雇用減退効果は 最小限となり、其の最小限の部分はバイオマス採集雇用人数の中で十分に 吸収できる範囲と推測できる。 また従来からの建設用木材としての需要は安価な海外木材におされ、わずか1600万トン 程度に過ぎないので、上の需要量の1割にも満たず、計算上大きな支障はきたさない。 また建設資材も数十年後には廃材となりエネルギー生産に回せるので中長期的には 計算が合うものと考えられる。 更に森林生態系で車が入りにくい25%勾配以上の傾斜林があるのは当然の事であり、 現在活用が進んでいないのは、地形理由というよりは安価な海外木材に押され 経済採算性がとれる需要量が少ない事による面が大きく、需要拡大さえすれば 活用が進む事が期待される。実際、車が入らなくとも植林された人工林は 全森林面積の40%も占めている。この公文書で示された7500万トンは 木材としての需要が事実上ないための間伐材合計計算に過ぎず、其の数値が 利用可能なバイオマス量を示している訳ではない。
914 :
481 :2005/07/21(木) 21:29:45
なお本方向性の現時点での最大の問題点は、どうやら我が国のバイオマス量だけでは 日本全体の電気エネルギー自給率100%を到達できても、エネルギー自給率100% を達成するには不足している可能性が高いという点だ。電気エネルギーは 国家のエネルギー全体の4割を占めるに過ぎない。よってここで示したエネルギー量の 更に倍程度は、何らかの形で持続的に確保していく必要がある。 それが成長速度が速い海草養殖等の海洋バイオマス活用で賄えるかどうかを 試算できるだけの資料を現在見つける事ができず、海洋バイオマスで賄えないならば、 太陽光発電・風力発電の割合を増やすか、あるいは日本とは比較にならない バイオマスを誇る熱帯雨林を持っている東南アジアと更に良い協調関係を構築し 熱帯雨林バイオマスで液体水素を保全生態学に配慮した上で大量合成し、 それをタンカーで輸送する新たなアジア圏の構築が求められるのかもしれない。 其の場合、エネルギー自給率100%はもはや不可能だが、石油よりは 熱帯雨林の方が遥かに保有国が多く、かつそれを比較的近いアジアで確保でき、 かつ枯渇を恐れずに持続的に利用できるという点で国家安定度は飛躍的に高まる。 新たなODAシステムとして熱帯雨林アジア圏の開拓に進める方向性も検討し 始める必要もあるのではないだろうか?理論だけで自給率を議論するのではなく あくまでも実証データで行った場合、現時点ではこの方向性以外は見えず、 他の方向性があるといわれるならば、相応の実証データを付けて示していただければと思う。
もう駄目ぽ
481を新手の荒らしと認定した。 放置しましょう。
>この公文書で示された7500万トンは >木材としての需要が事実上ないための間伐材合計計算に過ぎず 今調べて読んでみたが、ばっかでねぇの。 どう歪曲して読むとそうなるんだか。 >現時点ではこの方向性以外は見えず ぷっ。 結局答えるとか言っていたこともはぐらかしたしな。漏れも荒らしと認定。
ちなみに現時点でも火力発電に使われる原油・重油の割合は かなり低くなってきている。この一文、独り言なので返事はいらんぜ。 というわけで、 「燃料電池について」スレに戻りましょうか。
919 :
481 :2005/07/22(金) 08:53:30
>結局答えるとか言っていたこともはぐらかしたしな。 基本的にはお問い合わせがあった点で重要と考えられる内容については、 いずれにせよ全てお答えします。ただ時間はかかります (場合によれば数週間)。 一つ一つ丁寧に調べて更に解釈に問題があった点は更に修正して 調べ直して・・・の連続で謙虚に対応させていただきたいと思います。 蟻酸・メタノールの熱力学エネルギーの再検討にも着手しました。 結局、電気分解に必要なエネルギーの査定をどうするかに 尽きますので、基礎を踏まえて再度計算を始めます。 その結果によって東南アジア熱帯雨林地域から将来運送するであろう エネルギー媒体が@液体不完全燃焼ガスになるのか AメタノールになるのかB蟻酸になるのかが決まるでしょうので・・・ 丁寧にご指摘があった点に関してはブレインストーミングの材料になっており 本当に感謝しています。
920 :
あるケミストさん :2005/07/22(金) 12:09:06
せめて、電気化学として詳細を詰めたいのか、化学工学として詳細を詰めたいのか、政治的に推進する方法を主張したいだけなのか、立場をはっきりさせてほしいね。 でないと、議論を妨げるコピペ荒しの一種として、次からは削除申請するよ。 何でも溶かす液体は水だって事もお忘れ無きよう。
921 :
481 :2005/07/22(金) 19:30:36
単発ですが、お問い合わせの内容に関し新たにわかった事についてのみ とりあえず返信します。この返信部分は電気化学でも化学工学でも ありませんが、その「化学工学を社会適用する上での基盤知識」の一つにはなりえます。 >>木材としての需要が事実上ないための間伐材合計計算に過ぎず >今調べて読んでみたが、ばっかでねぇの。 貴方様他と出来る限り正確な議論を行うために、林業関係の大御所に確認しました。 この分野の「生き字引」に相当する大御所で余人をもって代え難い地位に おられた方です。 あまりに大雑把な質問でお答えに困っておられましたが、 全森林面積2500万haのうち実際に伐採利用可能なのは 約40%を占める人工林のうちの3分の2程度(すなわち27%程度)と、 残り60%を占める天然林のうちの更に半分程度(すなわち30%程度) の里山(薪炭林)部分の合計57%程度であり、後は険しくて入れないか 生物多様性保全等の森林多機能のための面積と(大まかにですが)考えられる そうです。また最近は少々険しくとも機械化が相応に進んでいるとの話もありました。
922 :
481 :2005/07/22(金) 19:31:18
其の場合、日本全森林純生産量、年間2.5億トン(乾物)のうち 毎年、持続的に利用可能なバイオマス量は約1.4億トン(乾物)となります。 また林業として成立するためには1トン当たり2万円の相場を考えれば 十分に成立するとの事で、以上の変更点を踏まえて、再度、採算性を検討しましたが それでもやはりバイオマス燃料電池の適用で、我が国の電力エネルギー自給率を 100%にする事は可能であり、採算も現時点でとれるようです。また其の場合 我が国の林業分野に新規雇用が110万人、農業分野に60万人も生まれます。 これはかなり大きな事ではないでしょうか?化学工学の社会適用で社会の一部が 良い方向に一変してしまう可能性が現に出ていると思います。
>其の場合、日本全森林純生産量、年間2.5億トン(乾物)のうち
>毎年、持続的に利用可能なバイオマス量は約1.4億トン(乾物)となります。
>また林業として成立するためには1トン当たり2万円の相場を考えれば
ここんとこの計算がわかんねぇな。
なんで君はいつもそう安直なんだい。
入ることが可能と利用できるが一致しているのが理解できない。
燃料に使うのに1t当たり2万円なんて高すぎだろ。
それをガス化して一体どれだけの電力が得られるというのか。
電気代が跳ね上がることは避けられないだろうな。
そう言っても君はどうせ石油価格を高騰するとか枯渇するから
そうするしかないと言い張るのだろうけど
消費税が3→5%になっただけで社会的にどれだけ影響があったか覚えているかい?
電気代が上がるという事は、自分の支払う電気料金が上がるのみならず
製品に至るまで全て価格が高騰するということもお忘れなく。
ついでに天然林の半分が現実問題としてバイオマス回収が
そんな数字で行くとは思えない。
その大御所と仰る方が可能であると主張されるのであれば
その根拠をきっちり示してもらえないと、こちとら科学者なんで納得できない。
そして新規雇用110万人とか言っているけど、
この3Kに当たる仕事で君は一人当たり240万円/年なんていう
数字出していたけど誰がやるんだよ。
だから
>>909 のように書かれるんだよ。
少しは自分の言っていることを客観的に現実的に見てみろよ。
924 :
920 :2005/07/23(土) 09:53:29
「化学工学を社会適用する上での基盤知識」はこの板では板違いですので、 政治板か社会問題板あたりでやってください。 #最低限、化学工学の基礎知識を勉強してからここに書き込みをして下さい。 次からは削除申請します。 皆様方もレスなど付けられませんように (沢山のレスが付くと議論が成立しているとみなされますので)。
エネルギーの多様化が必要なんだが、火山なんかで森林面積の何割かが消失したら エネルギー的にご破算になる極めて危険な不安定計画って事でいいかね(w 人件費の考察は、概略の数字を見てみれば一目瞭然だろう。 ・正社員初任給1時間 1200円程度(20万/月で月20日労働) ・アルバイト初任給1時間 700円程度(研修期間を除く) ・車で1時間走行の燃料代 600円程度(平均50km/hで10km/lとした場合) ・車で1時間走行の車両代 50円程度(200万円を5年間・車検1回) (参考:サラリーマンの平均年収約460万円) ちなみに、現状で早急に対応しなければいけないのは運輸部門の排ガスから出るCO2なので、 車で無理矢理に走行条件の悪い所へ入っていったり、遠くまで運んだりするのは 環境的には大きなマイナスです。総合的なバランスが取れません。 ま、化学板の議論ではありませんね。
926 :
920 :2005/07/23(土) 10:42:06
ちなみに、工学でしたら当然ながら 「スケールアップ時のデメリット」や「副生成物の処理」などの議論が必要ですし、 そういう議論は常識として行われています。 つまりここまでの長々としたコピペばかりの主張は 「化学工学を無視して社会適用する上での知識」 でしかありません。 せめて、化学工学の基礎知識を勉強してから、化学工学を批判されたし。
927 :
920 :2005/07/23(土) 10:43:43
×「化学工学を無視して社会適用する上での知識」 ↓ ○「化学工学を無視して社会適用させるための政治的知識」 訂正します。
>>925 それだけではなくてもっとお金が掛かりますよね。
保険とか、道具も必要ですし。
まあ総合的なバランスがガタガタなのは延々と非難されていたところで。
929 :
481 :2005/07/23(土) 16:41:10
以下は
>>880 で指摘していただいた点への限定的なレスです。
この熱力学的な検証作業はまだ始まったばかりですが、前提条件が
一部違っていたので訂正します。
>一方メタノール
>1.CO + 2H2 → CH3OH CO2が多少副反応でCO,CH3OHを生成
>2.液体をそのまま取り出して、場合によっては蒸留
>これでどうして価格が等しくなれると思う?
ダイレクトメタノール燃料電池等用のバイオメタノール合成法ですが
CO + 2H2 → CH3OH の反応の前にCOシフト反応を入れているようです。
CO+H2O→H2+CO2 (10気圧、300℃)
その上で生じたCO2を除去してからCO + 2H2 → CH3OH反応を
80気圧、350℃、触媒下で行っています
(文献:バイオマスの液体燃料化、坂井正康、学術の動向、2001、p32)。
このCOシフト反応の理由は、バイオマス不完全燃焼で発生する
H2ガスとCOガスのモル比が1:1に近く、メタノール合成に必要な2:1に
するために、予めCOの一部を水素化している訳です。
930 :
481 :2005/07/23(土) 16:41:59
このステップを考えれば880でご指摘された条件よりはメタノール合成には 更にエネルギーがかかっている事になり、@COシフト反応分、 ACO2除去反応分、そして B生産できるメタノールのモル数が、COシフト反応でのCO消費分だけは 生産可能な蟻酸のモル数より少なくなる分 C生産したメタノールの燃料電池発電効率が等モル数の蟻酸より 数割小さくなる点 を含めたエネルギー比較がバイオマス蟻酸合成との間で必要になってきます。 基本的には、蟻酸合成とメタノール合成との共通点は @バイオマスの不完全燃焼ステップ(高温ガス化ステップ) A混合ガスからのCO2除去ステップ の2点であり、相違点は @2CO + Ca(OH)2 → (HCOO)2Ca、(HCOO)2Ca + H2SO4 → 2HCOOH + CaSO4 ACO + 2H2 → CH3OH の反応部分。と B(蟻酸合成反応に使わなかった)2倍モル数の水素ガスが 電力生産に回せる点、となります。 Ca(OH)2は電気分解由来でない事を考えれば、石膏CaSO4を 農業活用・建設資材活用できる範囲で使う限り、エネルギーコスト面では 蟻酸法がやはり有利となりますが、石膏需要を越えて使う場合は、ご指摘の通り やはり詳細なエネルギー計算が必要になってきます。また石膏需要の範囲も やはり調査が必要です。これらの点は現在着手したばかりであり時間が更に必要です。
931 :
481 :2005/07/23(土) 16:43:03
以上、端的に申し上げれば、バイオマスから燃料電池用の液体燃料を合成する際に 「メタノールでは蟻酸と比較し生産可能なモル数が約半分となり、しかも 等モル数の蟻酸と比較して、燃料電池出力が数割落ちる上、バイオマス不完全燃焼で COと共に同時に得られる水素ガスを消費し、其の分の電力生産量をスポイルする」 という事で、CO2ガスの部分は同じである以上、副産物の石膏、硫酸カリ、硫酸ソーダ の需要量の範囲で液体燃料化するならば、メタノール合成よりは圧倒的に有利となる。 問題はその需要を越えた範囲で使う場合であり、其の場合は副産物の電気分解に 必要なエネルギーの熱力学的査定が詳細に求められる。ただその結果不利な数値が出た 場合でも軍隊やレジャー利用等分の特殊利用需要(高出力)は相応に残っている というところではないでしょうか? いずれにせよ更なる調査が必要であり、これに関してはまだ時間がかかります。
932 :
481 :2005/07/23(土) 18:43:34
【注意】燃料電池の燃料源についての客観的な討論抜きには
効率的な燃料電池開発は行いにくいと思います。化学は化学工学だけのもの
ではなく、生物化学もあれば、農芸化学、森林化学もあります。皆、「化学」
である点は共通しています。協調・共生の精神が必要ではないでしょうか。
◆
特定外来生物の利用(ネピアグラス)
http://yamaguchi.lin.go.jp/souti/kennkyuBN/nepia.pdf 原産地: アフリカ
1937年: 奄美大島に導入
@多年生、草丈2〜3m
A150トン/ha(無肥料区@沖縄) 乾物75トン
B250トン/ha(肥料区@沖縄) 乾物125トン
トヨタ・NEDOの高温ガス化ガス利用MCFCの発電効率は2kW/kg
よって1ヘクタールの栽培地当たり125トン×2000kW/トン=25万kW
を生産可能。
933 :
481 :2005/07/23(土) 18:44:28
934 :
481 :2005/07/23(土) 18:49:26
但し、これは日照量が多い(すなわち光合成能力が高い)沖縄での 栽培条件での数値であり、これを全国展開すれば恐らくは収量が半分になる。 また元々はアフリカ産なので本土用に品種改良を行うのが望ましい。 また品種改良したネピアグラスを全国の遊休地や森林地域に 大規模栽培する場合は、(ダイオキシン類の疫学的実害がないにも関わらず 高温ガス化装置の普及を妨げている)ダイオキシン類特別対策措置法と共に、 今年1月から施行された特定外来生物法を撤廃若しくは大幅緩和する必要が 出てくる。外来生物の導入抜きに21世紀は乗り切れない可能性が高い。 また本方向性で進む場合、ハーバーボッシュ法での工業的窒素固定 N2(気)+3H2(気)⇔2NH3(気)+92kJ を可能な限り化石燃料抜きに進める技術を同時に開発していくか、 それが出来ないならば石油にしかできない石油の利用法として ハーバーボッシュ法を位置づけ窒素肥料の生産を進めていく必要がある と考えられる
相変わらず意味の無い引用なんで削除よろ。
936 :
481 :2005/07/23(土) 19:03:58
視野が狭すぎますよ、貴方。
視野が狭いのはてめーだ。
938 :
481 :2005/07/24(日) 12:32:45
>視野が狭いのはてめーだ。 【国家として1兆円の黒字で電力自給率100%達成】 〜燃料電池MCFC、SOFCによりエネルギー農業振興を〜 我が国の全消費電力9396億kWh(資源エネルギー庁HPより)のうち 水力発電分が約10%。 家庭用太陽電池等で約10% (投稿895方式で無理の少ない新たな環境法を制定した場合)。 残りの80%の電力量を、NEDOが開示した 実質的な高温ガス化ガス利用MCFCの発電効率(2kWh/kg)で 賄う場合(実際はMCFCより効率が高いSOFCが主と推測されるが)に、 必要なバイオマス量は 7502億kWh ÷ 2000kWh/トン = 3.75億トン。 多年生草の外来生物ネピアグラスを用いれば沖縄県で 250トン/ha(窒素肥料区@沖縄) 乾物125トン の収量が得られている。日射量が少なく光合成能力にやや劣る本土に 類縁種を導入した場合は、収量がその半分として乾物60トン/ha。 (ただ本土用に品種改良した方が良い。また特定外来生物法の大幅緩和が必要。)
939 :
481 :2005/07/24(日) 12:33:38
一方、国内の遊休地が400万haなので 400万ha × 60トン = 2.4億トン(乾物)は確保可能。 其の上に可燃性廃棄物2.1億トンより多い 生物系廃棄物3.6億トン(うち乾物1.8億トン)を本目的に 政策投入すれば、計4.2億トン(乾物)となり、上の3.75億トンより多くなり この段階で日本全体の電力自給率は100%となり、原発由来の 高レベル放射性廃棄物問題と火力発電所由来のCO2問題は解決できる。 これに必要なバイオマス採集費は1トン1万円(富士通総研)として2.4兆円。 (生物系廃棄物の収集は新規の環境税を設定し原則として排出者責任 とすると同時に従来からの廃棄物処理経費2兆円程の枠内で賄った場合)、 年収300万円として80万人の新規雇用がエネルギー農業に生まれる。 それに対し、この分の従来のエネルギー調達費(原油、石炭、天然ガス、ウラン)は 3.4兆円。従って国家としても1兆円の黒字となる。 本燃料電池戦略を政府が政策導入すれば、輸入作物に押された日本の農業は 全国的に息を吹き返す。また特に亜熱帯の沖縄県では高収量(光合成)が 期待されるので、経済停滞に苦しんでいる沖縄振興にも大きなメリットとなる。 燃料電池を用いた林業振興法に関しては次に考察したい。
940 :
481 :2005/07/24(日) 14:20:40
【分散型SOFC等を用いた森林活用で国家全体のエネルギーを賄えるか?】 〜全森林面積の4割の人工林部分だけで対応可能〜 国家全体の電力エネルギーは、国家全体のエネルギー量の4割程に 過ぎない。残りの6割程のエネルギー(自動車燃料など)を仮に全て 電力転換で賄いバイオマスで補う場合、必要量は後、更に約6.5億トンとなる。 この6.5億トンを確保するのに必要な植物栽培面積は、 6.5億トン ÷ 60トン/ha = 1080万ha 一方、森林面積は2500万haなので、かなり大雑把に言えば 森林面積の約6割の天然林部分を野生動物の生物多様性保全や 水源確保、土砂災害防止等の「森林の多機能保持」ために確保した上で、 残り4割の人工林を中心とした部分でエネルギー植物栽培を行う形となる。
941 :
481 :2005/07/24(日) 14:21:56
其の場合、森林生態系の半分がもはや森林生態系ではない 人工生態系と化すが、もともと現在の森林生態系の4割は 実は既に人工生態系(すなわち人工林)であり、古来からの広葉樹林 を中心とた自然生態系とは既に異なった様式に大幅改造されている。 この方向性で進む場合、同じ森林単位面積当たりからのバイオマス生産量 が従来の木材利用よりの数倍になり労力軽減できる事を踏まえ、1トン1万円と 収集コストを設定した場合、森林部分のバイオマス採集に6.5兆円の予算が必要となり 更に220万人(年収300万円)の雇用が森林活用で生まれる。現在、 林業雇用者は全国で6万人に過ぎないので、この220万人という雇用者数は 空前絶後といえる。
942 :
481 :2005/07/24(日) 14:22:45
この場合、先の遊休地活用の2.4兆円分の支出と合わせると8.9兆円の 支出(バイオマス採集費)となる。それに対し現在の国家のエネルギー輸入経費は (現在1バレル60ドルを越えた原油価格が半分だった)3年前の段階でも8.5兆円。 この場合0.4兆円の赤字となるがほぼ帳尻があう。しかし海外へ支払う8.5兆円は 内需拡大効果にはつながりにくいが、国内雇用に用いる8.9兆円は お金が国内で回るので国内雇用が新たな国内雇用を別分野で生む効果 (内需拡大効果)を繰り返し波及発生させ、その結果、生まれるGNPを考えると、 国家としては更に有利となる。また原油国際価格や天然ガス価格の急騰 に伴いエネルギー輸入料金は現在、急騰している事を考えれば、上の差は 今後どんどん広がるであろう。 この方向性で進む場合の最大の問題点の一つは、森林を整地する土木経費を 一定割合で考えないといけない点であるが、それは21世紀型公共事業の枠内で 行うしかないだろう。もう道路や橋の大半を国家として作り終えているならば、 こういった整地や、MCFC,SOFC設置(輸送費を考えれば小規模のものを 全国に大量設置するのが望ましい)に公共事業費を落とすのが国益に適っている のではないだろうか?なおMCFCや海外では既に商品が出ているSOFCは 共に白金(貴金属)を使わないので、其の分、設備費も抑制でき、特にSOFCは 電解質がセラミックで耐久性が高いので、設備維持費も(汚染防止のための 高レベル管理や高レベル放射性廃棄物処理が必要な)原発と比較し 有利なのではないだろうか。
943 :
481 :2005/07/24(日) 14:24:17
またバイオマス活用の場合、光合成量すなわち日射量が大きく物を言うので
沖縄県、九州等の南日本にメガフロートを設置して大規模栽培を行う方向性の
http://www.nmri.go.jp/ocn/megafloat/megafloat_j.html 採算性も検討していく価値があるかもしれない。こういった目的の場合のメガフロートは
人間が住む訳でも飛行場にする訳でもないので、「いかだ」クラスの必要最小限
の構造強度でよく、そうすれば設置費用も相応に安価に対応できる。
なおこういった方向性がもし難しければ、其の場合はインドネシア等の東南アジア
で1000万haを確保して現地の方々を雇用して保全生態学に配慮した上で
大規模熱帯農業を行い持続的に生産したネピアグラス等のエネルギー作物を
何らかの形態(作物、メタノール、蟻酸、液化した不完全燃焼ガス、水溶させた
燃焼ガス等)で輸入するしかないが、其の場合は原油と比較し、熱帯雨林を持つ
複数の国家に分散投資するのが国家安定上望ましい。
944 :
481 :2005/07/24(日) 14:24:58
以上の方向性を国家として採用した場合、資源小国である日本においても エネルギー自給率は100%になりえる可能性が現実化する。それも未来技術ではなく 現在の技術段階だけで100%になりえる。そして今まで海外に払っている 8.5兆円のエネルギー輸入経費で、国内に300万人(年収300万円)もの バイオマス採集雇用を生み出せる。そうすれば日本国家の農林業が復活する。 またこの方向性が日本発で海外波及すれば、激しい紆余曲折があったり、 あるいは時間がかかったりしても、最終的には「グローバルな社会安定化」につながるだろう。 (また石油やウランは石油やウランにしか使えない用途にのみ限定して使えば 何世紀にもわたって使えるようになるので石油利権ともやはり共生していけるはずである) 以上の論点に関し、勘違い等がないか、広くご意見をいただければ幸いです。 *なお確かに化学色が相対的に低下し社会論が増加してきましたので、 今度の投稿からは(純粋な化学以外は)原則として「化学板」から「未来技術板」 に移行させていただきます。色々とお教えいただき誠に有難うございました。
945 :
あるケミストさん :2005/07/24(日) 21:15:26
荒しは無視して議論をしましょう。 やっぱり、メタン改質が一番の有望株なんですかね?少し前に、ジメチルエーテルの質問もあったけど。
946 :
481 :2005/07/25(月) 09:55:45
最後の補足: 【ポータブル電源としての液体燃料需要予測】 東芝によるとDMFC試作ノートパソコンは50ccで約5時間稼動、 携帯電話はメタノール25ccの供給で携帯電話用リチウム電池 約6個分の機能を示すという。 ノートパソコンを1人1日2時間使うとしてメタノールを1人20cc使用。 携帯電話は25ccで6日稼動するので、1人1日4cc。 ただ皆が皆、ノートPCを持ち歩いている訳ではない。 よってメタノール民生需要を最大1人1日24ccと試算。 その場合、1年で24cc×365日=8760cc=8.8L使用 これを小さな子供を除いた日本人口となる1億人が国内利用するとすると 8.8L×1億人=8.8億L=約80万トン 程度のメタノール需要となる。これに軍隊(防衛庁・海上保安庁等)や 信号機(国土交通省)等の高出力用特殊ニーズが入る としてこの3倍。約300万トン。
947 :
481 :2005/07/25(月) 09:56:18
この300万トンを生産するに要するバイオマス量は600万トン(乾物)。 これをメタノールより高出力の蟻酸換算した場合、蟻酸の方が 単位バイオマス重量当たりの生産可能モル数が多い(COシフト反応 によるCOモル数の目減りがないため)ので必要バイオマス量は500万トン。 生産コストは(バイオメタノールの場合は)1トン4万円と報告されており 蟻酸も反応過程から推定し同程度(場合によればメタノールより安い) なので国内市場は2000億円程度か。ただこれは原価換算なので 市場販売価格で見ればこの2倍以上の市場が生まれる。 投稿930の化学式にそってバイオマスからの蟻酸生産に(エネルギーが かかる電気分解に由来しない)水酸化カルシウムを使う場合、副産物は石膏。 2CO + Ca(OH)2 → (HCOO)2Ca、(HCOO)2Ca + H2SO4 → 2HCOOH + CaSO4 しかし石膏の国内需要は1000万トンもある。よって(環境製品を優先させる) グリーン購入法でバイオマス由来の石膏利用を優先させる方向性をとれば、 副産物の石膏を反応後にわざわざ(貴重なエネルギーを使って)電気分解 回収する必要はなくなり、バイオマスメタノール法よりも生産モル数と出力共に 高い蟻酸生産の方がエネルギー面でも経済面でもやはり圧倒的に有利となり、 4000億円市場は(一定の安全性への配慮を考慮した上で) 主に蟻酸の方向性で進む可能性も捨てきれない。
948 :
481 :2005/07/25(月) 09:56:49
国家のメインのエネルギーを投稿938−944で示した形で バイオマス10億トンの戦略活用で100%自給し、其の上でその20分の1 のバイオマス量で液体燃料も同時生産すれば、主に光合成を通した太陽光線 の持続的利用系で、国家のエネルギー体系はほぼ完全に持続的に自給でき、 8.5兆円のエネルギー輸入経費を全て農林業雇用(300万人規模) に振り向ける事が可能となる。年収300万円で300万人雇用とは 我が国の労働者人口6572万人の4.5%に相当し、、現在4%台の 失業率はゼロに限りなく。社会安定度は格段に上がるだろう。
949 :
481 :2005/07/25(月) 09:59:58
訂正: 現在4%台の 失業率はゼロに限りなく近づく。 社会安定度は格段に上がるだろう。
950 :
481 :2005/07/25(月) 18:27:47
>>945 メタンの部分酸化・カップリングなど色々頑張らないといけませんね。
今後一番大きい問題になるのは、メタンハイドレードが
本当に使えるようになるかだろうなと思いますが、いかがでしょう。
ちなみにスレ通りに行って、メタンの燃料電池(SOFC)利用では 最近ドライメタンでもなかなか面白い結果が出てきているので うまくすればそのままいけるかもと思います。
SOFCは作動温度がやたら高いのがネックだよねぇ。。。 集中型電源としてなら使えるかも知れないけど、廃熱利用をどうするか。 分散型電源とか熱電併給には使えそうもないけど、効率はどんなものなんでしょ。 かといって、PEFCやMCFCでメタンの直接供給は出来ないし。 元々廃熱の利用先のない自動車はこのまま水素供給で行くんでしょうね。
SOFCの作動温度はGDCで上手く働く系が見つかれば600℃くらいまで 落とせないですかね? あとサイエンスかネイチャーのどっちかで、 極薄のYSZあたりを使って高出力が出たという報告があった気はしますが。
955 :
あるケミストさん :2005/07/29(金) 17:04:16
SOFCは作動温度を下げると補助触媒が必要になるよ。 貴金属が使われるから、コストがネックになる。 燃料電池の部材って何でもそうだけど、特性とコストがトレードオフなんだよね。
956 :
あるケミストさん :2005/07/30(土) 21:04:57
957 :
あるケミストさん :2005/07/30(土) 23:09:42
>>951 おぉ夢の触媒反応だねぇ。
いろいろ試すけど、ほとんどCO2になっちゃうんだよな。orz
カップリング反応はC2の選択率が何故か20%程度止まってしまう。
メタンの部分酸化とカップリング反応は
俺の生きているうちに実現を見たいな。
結局、水蒸気改質が、現時点で一番使える技術だって事か。
>>957 あれ?小規模天然ガス田からのDME合成って、
技術的には確立しているような話を以前聞いたのだけど。違うの?
961 :
プログラム :2005/08/01(月) 15:40:16
ここ、もうすぐ1000にんだ!
ここ、もうすぐ1000にんだあ!
963 :
あるケミストさん :2005/08/01(月) 21:08:57
>>959 DMEはC1化学だよ。
CO+H2の反応ね。
964 :
あるケミストさん :2005/08/15(月) 02:52:57
燃料電池以外の新しい「エンジン」の開発はないのでしょうか?
エンジンは内燃機関のことでは
違うよ。演算プログラムの事だろ?
968 :
あるケミストさん :2005/08/20(土) 12:20:51
ログにも若干ありますが現在、自動車用、家庭用問わず セパレーター成型を行っているところはどこがあるでしょうか? 日清紡績や東海カーボンはHPにも載せているようなのですが 車載用だと試作とはいえ相当な枚数を作っていると思うのですが。
969 :
あるケミストさん :2005/08/25(木) 01:49:03
970 :
あるケミストさん :2005/08/25(木) 21:47:38
燃料電池の電解質には液状よりも膜状の方がよいと聞いたことがあります。 なぜ膜状の方がよいのでしょうか? 液状の方が形成性や電極の接触性なども高いような気がしてなりません。 また膜よりもガスクロスオーバーの危険性も低いように思えます。 漏れてしまうということも考えられますが、漏れない以外に膜状の利点は 何があるのでしょうか?
>>970 詳しくは知らないけど、
例えば硫酸電解質でH2-O2セル組めば
OCVはちゃんと1V以上出るけど電力が数〜数十mW/cm^2くらいしか出ない気がする。
それに対してナフィオン使うと500mW/cm^2くらい行くから
そういった実用性面での差も大きいのではないかと。
あと固体酸だと周辺を腐食しないというのも大きいと思う。
972 :
970 :2005/08/26(金) 07:42:09
>>971 ふーむなるほど!
そういうこともあるのですね。
丁寧に答えていただきありがとうございます。
973 :
あるケミストさん :2005/08/28(日) 17:35:41
最近燃料電池に興味を持ち勉強を始めました. そこでいろいろと疑問があります. PEFCを長時間運転すると白金触媒の粒子サイズの増大,カーボンの脱落により反応効率が減少する. また,燃料中の一酸化炭素などが触媒表面に吸着しイオン伝導性を低下させるといった問題があります. これらは現在どの程度低減されているのでしょうか. 燃料電池を携帯電話の電源にするとありますが,燃料電池から排出される水はどうするのでしょうか. また,例えばダイレクトメタノール形燃料電池を電源とする場合,燃料となるメタノールをどこで 入手し,どのように燃料電池に供給するのですか. どなたか教えていただけないでしょうか. よろしくお願いします.
>>973 まずは正しい知識を身に付けないといけない。
CO吸着でイオン伝導性が下がると思いますか?
白金に強く吸着するために触媒として機能しなくなるが正しい。
ついで、
白金の粒子径増大は何故起こると思うか?
それが分かれば担体にカーボンナノフォーンを使ったら(NEC)といった試みが理解できるはず。
水の排出は意外と問題だったりもする。
メタノールの供給等に関しては法律も絡むので
現時点ではまだきちんとシステムとして動かないと思われる。
976 :
あるケミストさん :2005/11/04(金) 15:21:20
燃料電池ってどこの大学が先端??
977 :
あるケミストさん :2005/11/04(金) 19:18:20
978 :
あるケミストさん :2005/11/10(木) 20:53:13
979 :
あるケミストさん :
2005/11/11(金) 18:24:04 【技術】家庭向け燃料電池用 水素製造装置を小型化 東北大
http://news18.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1129958048/ http://www.eng.tohoku.ac.jp/php/eng/press/press-20051021.php 東北大大学院工学研究科の高村仁・助教授らのグループは、家庭向け
燃料電池用として、電池の燃料となる水素を毎分10リットル製造できる新
型改質器を開発した。メタンと酸素を反応させて水素を取り出す「部分酸化
法」を導入。メタンと水蒸気を反応させる従来型に比べ、10分の1程度の大
きさで、起動も速いという。21日、東京で開かれた科学技術振興機構のシ
ンポジウムで発表した。
改質器はメタンなどから水素を分離し取り出す装置。研究グループは、セリ
ウム酸化物が主原料の「酸素透過膜」をステンレスの枠で囲んだ部品を20
枚重ねて6センチ角の立方体にし、水素などを通す管を取り付けた。
1本の管から空気を供給すると、イオン化した酸素だけが膜を通過。別の管
から供給されるメタンと化学反応を起こし、水素と一酸化炭素ができる。出力
1キロワットの燃料電池に必要な水素10リットルを毎分つくれるという。
首都圏の一部で使われている家庭用燃料電池は、メタンと水蒸気を700
度で反応させ、水素を取り出している。しかし、温度を上げるのに20分以上
かかることなどがネックとなり、普及が進んでいない。
「部分酸化法」は、熱エネルギーも得られるため起動性に優れる。一方で、
効率確保に純度の高い酸素が必要なため、高村助教授らのグループは2003
年、空気中の酸素を分離する酸素透過膜を開発。熱膨張による破損などを
避けるため、外枠との一体化に取り組んでいた。グループは今後、製品化を
目指し、一酸化炭素を取り除くシステムを付ける提携メーカーを探す考えだ。