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zoom RSS 自作マイクロ発電の道-E(水で発電:燃料電池  )

<<   作成日時 : 2012/01/21 13:49   >>

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自称シルバーベンチャー組合(ICC)の会議兼新年会を行いました、、。
本年度の企画会議ですが、私からの提案で「自然エネルギーの啓蒙(風力、太陽、バイオマス、地熱、波力、水力など、、)」と、昨年からの継続中の「自作マイクロ発電」にすることに、、、

今更、、、と思うが、、地道に活動することが大切だ、、

当面は自然エネルギーについて関連してくる「蓄発電」、、、、「水素発電(燃料電池)」についての調査と啓蒙となります、、、「水から燃料電池を作る」、、、日本の技術に期待しましょう
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※実験教材では、こんなものがあります、、、
手動ハンドルで発電します、、その電気でアルカリ水を電気分解します、、、電気分解で発電すると、、オルゴールを鳴らすことができます、、わかり易いですね、、、
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さあ、、想像力を逞しくしてみましょう、、
身近に利用できることは、、ありませんか

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学校の理科実験では電気分解をならいましたね、、


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ハイ、、、簡単な質問です、、、から始めた、、

「現在TVコマーシャルで、たびたび出ている次のエコ商品の違いを説明してください。」
写真だと同じような形をしていますね、、。

@ene・Farm(エネファーム)
AEco・Will(エコウイル)
Beco・cute(エコキュート)


@ene・Farm(エネファーム)
うーん、エコファームは、エコな農場ですね、、、eneだから、、エネルギーの農場かな?

答え:ene・Farm(エネファーム)は、都市ガス会社と電気機器メーカーが開発した
「電気を発電して、その時の発熱でお湯を沸かす」装置ですね、、、
太陽光発電とセットにして販売する場合が多いですよ。

発電は都市ガスから水素を取り出し、、空気中の酸素と反応させて発電します。
発電システムでは、電気を使うので停電時は、止まります。
2012年2月以降に、蓄電池をオプションで販売予定で、価格は168万円程度だそうです。
本体価格は300万円程度ですから、、初期導入価格は安くない、、。

運転は、6時間〜18時間で、運転時の騒音は38db程度です
※これは、エアコンの室外機程度(50db)の騒音ですね、、

現在のところ、、「売電」するような設計になっていません。
発電能力0.75kw
停電時は止まります
地震では安全のためにガスは止まります
ガスを水素にして燃焼するとCO2が発生せず水が排出されるはずですが、ガスを水素に改質する装置でCO2が発生してしまう(、、とのこと)。
補助金対象です。

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※水素を使うのは爆発する危険性があるのでは、ないですか?

、、、、、過去に例がないものだけに「この試験に合格すれば安全と認めましょう」という基準があるわけではなかった。
「安全性を証明するためには、考えられるハザード(危険な事象)をすべて抽出して検討し、試験を行って実証します。通常運転中のトラブルはもちろん、起動中や停止中の過渡的な状態で停電や故障が生じたらどうなるか。セルスタックに穴を開けて運転するなど、それをやれば確実に機械は壊れるというような試験もやりました。メーカーさんから提供してもらった一台数千万円もする試作機を、毎年、、、、、と技術者は、語っている以下、、、

http://home.tokyo-gas.co.jp/enefarm_special/technology/report_03.html

※設計は、画期的ではありますが、原発以前のフィロソフィーで設計されているので、お湯を沸かす「ガス屋さんの発想」と評したら、失礼でしょうか、、、各種規制にガンジガラメに縛られながら電力会社との「エリヤ争奪戦と住み分け」を模索した発展途上商品、、、言われてしまいます。


AEco・Will(エコウイル)
これは、都市ガスでエンジン(ホンダ製など)を動かして、発電しますが、その時の発熱を利用して給湯に使います。
露天で使っている、屋外用のエンジン発電機と同じですね、、
お湯を風呂や暖房に使うことを提案していますが、設計は、@eneFarmと同じ考えです、、。

売電はできません
停電時は止まってしまいます
地震ではガスは止まります
発電1kw
騒音は48db程度
価格は、80万円程度

※緊急時のガス発電だけなら、、、10万円程度で買えますね、、。
近所の町内会の施設は、、都市ガスをやめて、LPガスになりました。
防災時には、役立つからです、、、、。
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<ガスエンジン発電機>



Beco・cute(エコキュート)
これは、電力会社と電気機器会社が提案する電力による「給湯装置」です、、ガスを使わず給湯するので、IH(induction heating)などと合わせて「オール電化」と呼んでいます、、、
ガス会社とのエリア争奪戦ですが、建設会社はガス工事がなくなるので、オール電化を進めています、、逆にガス会社は、脅威を感じて「発電」に取り組んでいますが、最近のマンションなどは、圧倒的に「オール電化」のように思えます。

電力会社の商品ですので発電機ではありません。

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さて、電力会社との住み分けと、既存のビジネスの既得権上で、発電機能を十分発揮できずにいるガス会社ですが、今後はどのようなポリシーの変更があるのでしょうか、、、

ガス会社は、現在のガス事業の延長線で化学製品から水素を精製します、、、

かって、よく聞いたのが、水素エンジンの話です、、
図は車に液化ガスを利用した場合のステーション構想です。
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これも、ガス会社が既存のビジネスの延長線で、考えています、、、
石油やガス、他の化学製品製造過程から副次的に精製される水素だとしても、,,,

化石燃料は限界があることに、、人類は戸惑っているのです。
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※ホンダが2011.04にソーラー水素発電の実証実験を発表しています。

画像

次世代ソーラー水素ステーションは、Hondaの独自技術である高圧水電解システムにより水素の製造と圧縮を一体化することで、コンプレッサーが不要となり、小型・低騒音・低コスト化を実現し、家庭用水素供給装置としての可能性を広げました。


<埼玉県庁内にソーラー水素ステーションを設置>
<※2012年3月予定>

今回、この実証実験の一環として将来の水素社会実現に向け、埼玉県庁敷地内への「ソーラー水素ステーション」の設置と、「大容量の発電機能を持つ燃料電池電気自動車」を活用し、ステーションの技術的課題や実際の都市環境下での運用など、様々な検証を行っていく。
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ホンダでは、2010年1月にはガレージに収まるコンパクトな「家庭用サイズ」の次世代ソーラー水素ステーションの実証実験を開始した。
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※かなり、、いい感じですが、家庭用は現在8時間稼動で50Km走行可能な、水素量を生成できるそうです。

※当然、エンジン発電機に接続すると発電できますが、ホンダとしては、一旦車に注入して、車で発電して、家庭電源に使うという発想と思われます。

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そんな大企業の、、時間に付き合っては、ベンチャーにはなりません、、
シルバーベンチャーとしては、燃料発電(電池)の、基本に立ち返って、、、資料を整理する必要があります、、、、

現在の燃料発電の基本は、、、水素発電ですが、この水素は、水から分離して造られます、、つまり日本に豊富にある川の水や海水から、比較的簡単に水素は発生させることができるのです、
資源としての、石油やガスなど化石燃料は、現在輸入に頼る、不安定な資源となっており、そのことから、オイルショック( )以来、、日本は原子力発電予算優遇になったと記憶しています、、、
水と空気から電気を作るという、水素発電は、やはり夢の開発です。

中学校の実験で習ったように、、「水を電気分解」すると、化学反応で酸素と水素に分けることができます。

その原理は、身近で、誰でも理解できます。

問題は、エネルギーの変換効率です
水素を抽出するのに、どのくらいのエネルギーが必要かです、、1:Xの割合で、100%を超えることが発電の条件です。

先の、都市ガス会社の発電が、、「給湯」にセールスポイントを置いているのは、発電だけでは、現在のところ発電コストが電力会社の電気料金とで比較高になるからだ、、と思われます。

100%以下、、例えば50%の場合には、利用方法を他の発電方法と組み合わせることで、エネルギー効率やコストを下げる必要があります、、発熱による給湯利用は、、エネルギーの効率を高めたことになります。

また、風力発電や太陽光発電、その他の自然エネルギー発電と組み合わせて、水素を精製することで、風がなかったり、雨や曇りの日に蓄積した水素で発電することが考えられます。

※送電での損失や変電管理費が少ない分、、トータルでは、効率的になります。

「日立製作所、国立極地研究所より風力発電機利用水素発電システムを受注」
http://greenpost.way-nifty.com/softenergy/2011/11/post-1b46.html

例えば、「光触媒のチップで、従来の30倍の変換効率を達成」と言う記事もあります。
(京都産業大学)
http://www.rite.or.jp/Japanese/kicho/kikaku/now/now44/44_06_07.pdf

画像

京都産業大学の大森助教授は、光触媒を利用して電気分解を行い、水素を抽出する夢の技術に取り組んでいる、、太陽光発電で現在も水素を抽出している、、将来は家庭で使えるものができれば、、。

日本は、国家プロジェクトとして、、化学者に、ここに研究を集中させることを、、期待できないものだろうか、、、、。



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※そして今、、、多くのベンチャーが開発に情熱を傾けています、、、

「酸水素ガス発生装置」地球を救うか?爆発しない?カクハン機
http://www.youtube.com/watch?v=6Ts8CQNnjMw&feature=related


「水が燃える、、、」
http://www.youtube.com/watch?v=0aAT0vVRNto&feature=related


「夢の水素発生システム」
http://www.youtube.com/watch?v=6e4Ke7e7D-M&feature=related

「酸水素ガスの作り方」-1
http://www.youtube.com/watch?v=XpeNa-HENL0&feature=related

「酸水素ガスの作り方」-2
http://www.youtube.com/watch?v=MqEfAQVOu7o&feature=related


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高効率の触媒の研究には、まだ時間が掛かりそうなので、、、

その先を選択することにしたい、、、、

「水素」を利用して、実験的な発電装置を作ることは、比較的簡単だ、、、
例えば
この会社では、教育用の自然エネルギ-発電模型を販売している。

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説明では、風力発電で、電気分解して水素を発生し、発電するシステムが模型としてみる事ができる。
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※こちらは、太陽光発電と水素発電のハイブリッドです、、、
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<Horizonの水素発電(燃料電池)バックアップ電源>

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既存の水素と、組み合わせて、、簡単に発電機を組み立てることもできます。

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画像

写真のような、低圧保管できる「水素吸蔵合金」も市販使用されています。
簡単な実験用として2万円程度(7NL)から25万円程度(980NL)市販されています。

■水素吸蔵合金
(Wikipedia)』

金属の中には、水素を取り込む性質のあるものが複数あることが知られている。水素吸蔵合金(すいそきゅうぞうごうきん)とは、このような性質を合金化によって最適化し、水素を吸わせることを目的として開発された合金のこと。水素貯蔵合金とも呼ばれる

水素吸蔵合金の原理は固溶現象と化学的結合の二つに大別される。

固溶現象とは、固体結晶中に他の元素が入り込み、結晶を構成する原子の間、あるいは結晶を構成する原子と置き換わるかたちで安定な位置を占めることを指す。特に前者を侵入型固溶、後者を置換型固溶と称するが、水素吸蔵合金の場合は、水素と合金で前者の侵入型固溶体を形成させる。

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※私達の社会は、生きていくうえで、電気もガスも欠かせないインフラになっています、、
誰もが、、より「安全で、再生可能なエネルギー」に、進化させる必要を願っています。

国家的な、進路の選択が必要です、、、。

※無関心で知識がなかった、、、原発が、、多くの子供達の故郷を奪い、、被害を与えてしまったのは、「今の大人達の責任」とも言えます、、、

※この国に、、生まれてくる子供たちのために、、「安全で再生可能」な社会に、、舵を切らなくてはいけない、、、節電の時に感じた、、次の時代まで、、、そのためなら皆で少し、、ガマンもできる、、。

そう!!
原発の依存度は、、もはや事故前の30%を大幅に切っているはず、、、
あの時の節電の知恵で、、次の時代まで、乗り越えられる筈だ、、、

税金が上がって、、電気代が上がって、、、
だけど、、我々庶民は負けないぞ、、、節電だ、、節約だ、、、

(経済が落ち込むなんて議論より)、、きっと、、、そうなる、、、。

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組合としては、、まずは、模型および既存の水素発電機を手に入れること、、
安全性などの資料を調査すること、展示会、セミナーに参加すること、、、など、、、


、、、今回の会議は会計報告などを含めて、、2時間ほどで御ひらき、、次回継続となった、、、、

この後は、、全員でカラオケに行くことになりました、、、、。
これは、Hさんが最近すっかり、カラオケにはまったためです、、、。

暫くはカラオケのレパートリー追加に時間が取られそうです、、、。

外は雪、、これで、カロリーのバランスは、、どうやら、、いいらしい、、
元気なシルバー達ではありますが、、、
組合としては、、今後2年以上先の計画は立てないことを提案、、。

笑って承認、、お互い無理はしないで、、今年も元気で、、、、。

--------書きかけです------

■副産物です■

水素を発生する、、サイトの中で水素が抗酸化作用を促す?、、、
活性水素が悪玉活性酸素を排出し、健康に安全で効果がある?、、そうですね、、。

「奇跡の水」NTV
http://www.youtube.com/watch?v=vHG-mKOf8WI&feature=related

「水素水」NHK
http://www.youtube.com/watch?v=VG3TtHjZMqk&feature=related

「水素水マニア;水素水ランキング」商品もあるんですね

http://www.suisoken.org/?utm_source=yahoo&utm_medium=cpc&utm_campaign=02

注)サイト内容は自己責任で判断してください。

※ユニディー(ホームセンター)で電解還元整水器の説明販売をしていました、、株)日本トリム(東証6788;株価¥1832-1/27;電解還元整水器では業界首位)ですが、、、
販売員の話では10年前にTV放送後に活性水素水がブレークして、ここでも列を作ったらしい、、、その後、、すっかり反応が無くなったが、、今は地道に百貨店等で販売中である。値段が、すこし張るAQ-H型¥273,000-、US-100型407,000-、TORIMIONNEO¥172,000-
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効能;(この範囲では、医療機器の認可を得ているらしい)
胃もたれ胃の不快感を和らげます
胃腸の動きを助け、お通じを良好にします
---------------
とあります、、、つまり、「魔法の水」では無くなったようですね、、、。


※活性水素水--Wikipedia------
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B4%BB%E6%80%A7%E6%B0%B4%E7%B4%A0%E6%B0%B4

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少しだけ私の水素水 Wikiの情報に少しお付き合いください。理科の質問です。 @水→水素+酸素 A水素+水素→水 @の化学変化は、エネルギー... 理科の質問です。 @水→水素+酸素 A水素+水素→水 @の化学変化は、エネルギー準位が元よりも高くなる。 Aの化学変化は、エネルギー準位が元よりも低くなる。 これはなぜですか?? あと、エネルギー準位とは何ですか?? wikiであるのは、難しくてわからなかったので簡単に説明をお願いします。。(続きを読む) 自作マイクロ発電の道-... ...続きを見る
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2012/02/07 12:57
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他に水素水 Wikipediaに関する情報をいろいろ掲載させていただきます。水素爆発と水蒸気爆発、また原子炉と節電について。 Wikipediaなど見てみたのです... 水素爆発と水蒸気爆発、また原子炉と節電について。 Wikipediaなど見てみたのですが検索方法が悪いのか望んだ結果が得られなかったので詳しい方教えて頂ければ幸いです 。 @水蒸気爆発は高温の物に冷たい水などを掛けてしまう事で発生する爆発だと認識しておりますが「水蒸気爆発」と「水素爆発」は違う物ですか? 違うなら水素... ...続きを見る
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