ノーベル賞化学者が共同創業、水素貯蔵スタートアップ「H2MOF」の挑戦

水素は、CO2（二酸化炭素）を排出しない「カーボンフリー」のエネルギー源だが、その輸送と貯蔵には多くの費用とエネルギー消費を要する。ノーベル賞受賞者を含む2人の化学者が2022年にカリフォルニアで設立したスタートアップ「H2MOF」は、これらの問題の解決を目指している。同社がナノ素材を使って開発した新型タンクは、既存のタンクよりも安価で安全な上、より多くの水素を貯蔵できるという。 カリフォルニア州アーバインに本拠を置くH2MOFは、ゼロ・エミッションの燃料電池車で駆動する大型トラックのメーカーに向け、2024年以降に次世代水素タンクを提供する計画だ。同社の水素タンクは、車載向けだけでなく、トラックや鉄道による輸送においても、優れたソリューションになるという。 H2MOFは、従来のように水素を高圧で圧縮したり、液化してタンクに充填するのではなく、固体状態で保持し、特別に設計されたナノ材料に吸着させるタンクを設計した。この手法は、同社の共同創業者で科学アドバイザーでもある2人の科学者の研究に基づいている。1人は、カリフォルニア大学バークレー校の化学教授であるオマー・ヤギー（Omar Yaghi）で、もう1人は2016年にノーベル化学賞を受賞したフレイザー・ストッダート卿（Fraser Stoddart）だ。 「水素分子はその性質上、取り扱いが非常に困難であるため、これまで貯蔵技術でブレークスルーは見られなかった。ストッダート教授とヤギー教授は原子レベルの精度で新素材を設計する必要があると考えた」と、H2MOFの共同創業者兼CEOであるサメル・タハ（Samer Taha）は述べている。 ■新素材「MOF」の活用 H2MOFは、水素貯蔵用に原子レベルで設計された金属有機構造体（MOF：Metal Organic Frameworks）を世界で初めて商品化することを目指しているが、この技術を追求しているのは同社だけではない。サイエンス誌によると、ローレンス・バークレー国立研究所の科学者たちは最近、水素を貯蔵するために開発したアルミニウムベースのMOFに関する研究を発表したという（H2MOFの社名は、水素を表すH2とMOFを組み合わせたものだ。同社の共同創業者であるヤギーは、MOFの合成の開発者として知られる）。 「MOFは、有機材料と金属原子のこれまでにない組み合わせで、ナノスケールでの結晶構造だ」とタハは説明する。 H2MOFは、スポンジが水を吸収するように水素原子を引き込んで保持するように設計された、結晶のような素材で作られたプロトタイプをテストしている。トヨタの燃料電池自動車「MIRAI」に使われている炭素繊維を巻き付けたタンクの場合、1平方インチ当たり1万ポンドの圧力をかける必要がある。これに対し、H2MOFのタンクは、1平方インチあたり300ポンド以下の圧力で済む予定だ。

バイデン政権の後押し

H2MOFのタンクは、より多くの燃料をより低い圧力で貯蔵できるため、コストを大幅に削減することが可能になる。タハによると、高圧タンクからH2MOFのタンクに切り替えることで、燃料電池バスを運行するためのエネルギー費用を年間約1万2000ドル節約できるという。また、MIRAIのような燃料電池車の場合、H2MOFの技術によって重量を増やすことなくより多くの水素を充填できため、現状350マイル（約563キロ）の航続距離を倍増できる可能性があるという。 水素は、石油精製や肥料製造、化学業界で用いられているが、そのほとんどは天然ガスから製造されており、その過程でCO2を排出している。近年は、Plug Power（プラグパワー）や、Cummins（カミンズ）のクリーンテック部門であるアクセラが販売しているような電解槽を使ったCO2フリーの水素製造が普及しはじめている。 しかし、H2MOFや、フォーブスの「30 UNDER 30」に選出されたVerne（ヴェルヌ）のようなスタートアップが、輸送用や車載用の新型タンクを開発しない限り、化石燃料の代替燃料としての水素の普及は限定的になるだろう。 現在、水素はテキサス州やカリフォルニア州のパイプラインを通って輸送されているが、高圧水素ガスによって亀裂が起こる可能性があるため、これらに耐えられる素材を用いる必要がある。 「あらゆる場所にパイプラインを敷設することはできないため、業界は巨大なタンクを積んだ大型トラックによる輸送を検討している。しかし、この方法は非常にコストがかかると同時に、水素を高圧化や液化するために多くのエネルギーを浪費することになる。このやり方ではビジネスが立ち行かなくなるだろう」とタハはいう。 ■バイデン政権の後押し バイデン政権は先月、水素燃料の生産と利用を拡大するため「水素ハブ」ネットワークの構築に70億ドル（約1046億円）の補助金を拠出すると発表し、クリーンな水素に前例のない投資と支援を行っている。米財務省も、CO2を発生させずに製造した水素や、水素を用いたCO2の回収に対して、1キログラム当たり最高3ドルの税額控除を認めるガイドラインを発表する予定だ。 H2MOFは、水素研究のための助成金をまだ申請していない。同社は、チャンネル諸島にあるジャージー島に本拠を置く非公開企業「レボネンス・テクノロジーズ・インターナショナル（Revonence Technologies Internationa）」の子会社だ。電気工学の博士号を持つタハによると、レボネンスはH2MOFの研究に数千万ドルを投じているという。彼は、同じくレボネンスの子会社であるAtoco（アトコ）の経営にも従事している。アトコは、大気や産業排出物からCO2を除去するナノマテリアルを開発している。 「水素の貯蔵と輸送が技術的なボトルネックとなっている。もし我々がこれらの問題を解決することができれば、需要を喚起し、水素燃料の普及につながるだろう」とタハは語った。

 

ノーベル賞化学者が共同創業、水素貯蔵スタートアップ「H2MOF」の挑戦（Forbes JAPAN） - Yahoo!ニュース

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