New Energies, new possibilities

植物の根の近くに生息する微生物を使った発電の研究が国際的に広がっている。二酸化炭素（CO2）を排出しないため環境に優しく、植物が育つ場所ならどこでも「発電所」になり得ると注目を集めている。世界の研究の先頭を走るのが山口大大学院創成科学研究科のアジズル・モクスド准教授の研究室。実用化の一歩手前の段階まで来ている。

【メカニズム】微生物燃料電池 　「植物微生物燃料電池」と呼ばれる発電システム。

植物の根の周囲にいる微生物が、餌である糖分を分解する際に生み出す電子を電源とする。植物が光合成で生み出したエネルギーは全ては利用されず、一部が根から糖分などとして出て土中などにたまる仕組みを活用している。 　オランダで2000年代、水草などの水生植物から研究が始まった。アジズル准教授は土に生える植物での発電に他の研究者に先駆けて成功。現在は電極の設置が難しい大きな樹木でも発電可能な仕組みづくりを目指している。一連の研究は23年、英国の科学誌バイオソーステクノロジーリポートに掲載された。また、ことし6月、中国電力技術研究財団（広島市中区）から優秀研究賞で表彰された。 　バングラデシュ出身のアジズル准教授は「世界では発展途上国などで16億人が電気なしで生活している。植物微生物燃料電池は導入コストも安価になると見込まれ、人々の生活を変える手段になる」と強調する。穀物や野菜の栽培と組み合わせれば、食物も電気も生産できる利点がある。 　資源量に限りがあり二酸化炭素を排出する石油や石炭などの化石燃料による発電に代わる、持続可能な手法の一つとして関心が高まっている。アジズル准教授の研究室は、電極に竹炭を使うなど環境面の工夫を凝らしている。日照や降雨など気象条件による影響もあまりないという。 　現段階は、電圧に比べて十分な電力が確保できないことが実用化に向けての壁となっている。アジズル准教授はこの電力不足の課題も「試行錯誤を重ねており、近く解決できるのではないかと考えている」とし、大気などの環境モニタリングなど電力使用量の少ない機器から導入が始まるとみている。

The partnership will focus on combining Amogy’s technology with Yanmar’s H2ICE to provide low-cost hydrogen fuel. Amogy’s ammonia-cracking technology uses catalyst materials to break down ammonia into hydrogen and nitrogen at lower reaction temperatures with high durability, minimising heating and maintenance requirements. This integration promises a comprehensive clean energy solution for decarbonising marine power generation.

Furthermore, building on this joint research, both companies will explore the potential for collaboration in developing maritime hydrogen fuel cell systems.

“We are excited to work with Amogy on this innovative project,” said Ken Kawabe, Group Leader at Yanmar Research and Development Centre. “Our commitment to a sustainable future aligns perfectly with this collaboration, and we believe that integrating Amogy’s ammonia-cracking technology with our H2ICE has immense potential for decarbonising marine power.”

“As pioneers in sustainable energy solutions, we are thrilled to collaborate with Yanmar in exploring the integration of our cutting-edge ammonia-cracking technology with their hydrogen internal combustion engines,” said Seonghoon Woo, CEO at Amogy. “Collaboration is critical to advancing clean energy solutions and, together, we can overcome challenges and expedite sustainable progress in the marine sector.”

The collaboration between Amogy and Yanmar began in 2023 when Yanmar Ventures, Yanmar's corporate venture capital arm, invested in Amogy. Since then, both companies have been exploring opportunities to integrate their technologies.

도시가스 배관망 수소혼입 R&D 과제는 연소기기·가스기기 및 부품 등에 대한 실험실 규모의 Lab단계 시험을 진행 후, 가스안전공사 에너지안전실증연구센터에 모사설비를 구축해 내구성을 실증하는 파일럿 단계 시험을 통해 안전성을 검증하고 제도화를 목표로 추진되고 있다.

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혼입비율은 최대 20%를 목표로 5%→10%→15%→20% 단계별로 연소기, 비금속재료 등 안전성을 검증하고 국민 불편이 없도록 기존 도시가스 시설(배관, 가스레인지 등)의 변경이 없는 수준으로 수소 혼입 비율을 도출하고 적용할 계획이다.

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앞서 가스안전공사는 지난해 1차년도 사업으로 수소혼입 환경 시험·평가장치 22종에 대한 기본 개념설계를 완료하고, 안전성 평가를 위한 가스레인지용 성능시험 장치를 개발했으며, 일부 가정용 보일러와 CNG차량 엔진에 대해서는 수소 5% 혼입에 대한 안전성 시험을 실시했다.

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사업 2차년도인 올해는 수소혼입 시험장비 및 설비를 구축하고 본격적인 안전성 검증이 시작되는 단계로, 총 12종의 시험장치 구축이 예정돼 있다.

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그 시작으로 이번 혼입가스 내 수소가스 농도측정 시스템 구입이 추진되고 있다.

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이 시스템을 통해 혼입한 가스(CH4+H2)의 수소농도를 실시간으로 측정하고, 지속적으로 분석해 측정치를 구축하기 위한 것으로, 측정치를 실험설비 혼입 시스템으로 전송해 혼입농도를 제어하게 된다.

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가스안전공사는 이번 수소가스 농도측정 시스템 구입을 시작으로 올해 예정돼 있는 수소혼입 시험장비 및 설비 구축을 추진할 계획이다.

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다만 2차년도 국가 R&D 예산 삭감으로 당초 계획보다 시험장비 설비 구축이 늦어져 지고 있어 내년까지 수소혼입 시험장비 및 설비를 구축하고 내년 하반기 이후 본격적인 안전성 실증 연구를 진행할 계획이다.

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한편 도시가스 배관 내 수소 20% 혼입 시 연간 765만톤의 CO2 감축 효과가 있고, 이는 2030 국가 온실가스 감축목표(NDC)의 2.63%에 해당하는 것으로 예상되고 있다.