New Energies, new possibilities

パナソニックは7月29日、実証施設「H2 KIBOU FIELD」で純水素型燃料電池の発電時に発生する熱を吸収式冷凍機（空調機）の熱源として活用する実証実験を開始したと発表した。エネルギー効率を向上し、年間を通して冷暖房の消費電力を50％削減に結びつける。

2022年に開所したH2 KIBOU FIELDは、太陽電池、蓄電池、純水素型燃料電池をエネルギーマネジメントシステム（EMS）制御する「3電池連携」で、気候変動や需要変化に追従した効率的な電気のエネルギー供給を実現しているという。 　パナソニック グローバル環境事業開発センター 水素事業企画室 主幹の山田剛氏は「水素を地産地消で使う意義として、熱も含めたコージェネレーション（熱電併給）の重要性にお声をいただいているのが現状。これを受け、燃料電池が排出する熱を吸収式冷凍機につなぎ、ここから出てくる冷水を利活用するソリューションの検討を始めた」と今回の実証開始の背景を話した。 　パナソニックでは独自の熱ソリューションとして、純水素型燃料電池に吸収式冷凍機を追加する取り組みを実施。純水素型燃料電池は、水素と空気中の酸素から電気と熱を作り、吸収式冷凍機は熱を利用して冷たい水を作るという役割を持つ。従来、吸収式冷凍機はインプットとして最低でも80度の温度が必要で、一方の燃料電池は出力できる温水の温度が最大で60度。20度のギャップが生じていたという。 　パナソニックでは、吸収式冷凍機のインプット温度を70度まで引き下げ、燃料電池の出力温度を70度まで引き上げることで、燃料電池と空調機をつなぐ新たな連携を実現。H2 KIBOU FIELD内で、出湯温度を改良した純水素型燃料電池10台を用い、新開発の低温廃熱利用型吸収式冷凍機1台を新設し、新たな熱利用の実証実験として施設内管理棟の冷暖房に活用するという。 　燃料電池の温水を吸収式冷凍機で冷水に変換、それを管理棟の空調に活用するという仕組み。「現時点で、この実証による省エネ効果は年間を通じて冷暖房の省エネ50％の削減を目指している」（山田氏）とする。 　燃料電池の温水を冷房に利用する今回の取り組みに加え、低温廃熱を冷房に利用したり、燃料電池の温水を機械洗浄や食品低温殺菌などに直接利用したりする新市場も想定しているとのこと。 　今回の実証実験では、純水素型燃料電池内の発電部に開発中の新規触媒を搭載するとともに、本体の耐久性を高める改良を実施し、回収できる熱の温度を60度から70度へ10度上昇させたとのこと。一方、吸収式冷凍機は吸収液の濃縮・吸収過程を改良し、既存製品と同等サイズながら最低熱源温度を80度から70度に10度引き下げ、純水素型燃料電池が発電時に発生する熱の利用を可能にしたとしている。

パナソニック、冷暖房消費電力50％削減へ--純水素燃料電池の熱など活用（CNET Japan） - Yahoo!ニュース

Yanmar Commercializes Compact Hydrogen Fuel Cell Power System.

Yanmar Energy Systems Co., Ltd. (Yanmar ES), a subsidiary of Yanmar Holdings, has commercialized the “HP35FA1Z”, a compact and multi-unit controllable hydrogen fuel cell power generation system, and will begin accepting orders in Japan from September 2, 2024.

With the increased focus on renewable energy to achieve a decarbonized society, government and municipalities in Japan are advancing efforts to promote the use of hydrogen as a fuel, including the enactment of the Hydrogen Society Promotion Bill in May 2024. In September 2023, Yanmar ES opened the YANMAR CLEAN ENERGY SITE in Okayama Prefecture to develop and demonstrate hydrogen-related technologies, which are expected to be lead the way in decarbonizing society.

The HP35FA1Z hydrogen fuel cell power generation system with a power output of 35kW does not emit greenhouse gases such as carbon dioxide (CO2) or air pollutants like nitrogen oxides (NOx) during operation, ensuring a clean power supply. The system’s compact design includes all necessary operating equipment, simplifying installation and achieving one of the smallest footprints in its power output class. It supports the integrated control of up to 16 units, allowing for easy adjustment of operating units and output control based on power demand and available hydrogen supply, as well as straightforward expansion to meet decarbonization goals.

Product Overview

Product Name: Hydrogen Fuel Cell Power Generation System HP35FA1Z
Order Start Date: September 2, 2024 (Japan)

Main features

1. Zero emissions of greenhouse gases and air pollutants during power generation.
2. Simplified on-site installation due to the inclusion of related equipment such as grid-interconnected power conversion devices.
3. Compact design achieving one of the smallest installation footprints in its power output class.
4. Capable of integrated control of up to 16 units, adjustable based on power demand and available hydrogen supply.
5. Autonomous power output (blackout specification) enabling power supply during outages.

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。

中国新聞社

米Joby Aviation社が水素燃料電池式eVTOLで841kmの飛行距離を達成

いわゆる「空飛ぶクルマ（eVTOL）」がまもなく世界各国で商用運航を開始する。バッテリーから電力を取り出す構造のため、当面は比較的短距離の移動を想定しているが、ごく近い将来には水素燃料電池を搭載してより長時間の飛行が可能になりそうな気配だ。

【写真】水素で飛ぶ、eVTOLをもっと見る

eVTOL（空飛ぶクルマ）が続々と登場しているが、その電源はほとんどがリチウムイオンバッテリー。EVと同様、バッテリーの重量／容量や航続距離などで課題を残すものの、それらを解決すべく新たな取組みがすでに始まっている。 各国でさまざまな方策が模索されているが、なかでも注目されているのが、リチウムイオンバッテリーに代わり水素燃料電池を搭載する方法だ。水素ボンベと燃料電池スタックを搭載した基本構造はFCEV（燃料電池自動車）と同じ考え方である。これにeVTOL用の複雑な制御システムと運行管制プログラムを組み合わせることで、バッテリー式を大きく凌ぐ飛行距離が可能になりそうだという。 技術的にはすでに実用レベルに達しており、直近では2024年6月24日に米Joby Aviation社が燃料電池搭載機（以下、FC-eVTOL）によるデモフライトを実施、その飛行距離は従来のバッテリー搭載機を大幅に上回る523マイル（約841km）に及んだことを発表した（7月11日）。テスト飛行終了後、燃料タンクにはまだ10％の水素が残っており、決して限界までテストしたわけではない。ちなみにJoby社は大阪万博でANAホールディングスと共同でデモフライトを実施する予定だ。 現在発表されているeVTOLは、概ね近距離の移動（長くても200～300km前後）を想定して開発されている。内燃機関を搭載するヘリコプターでも軍事用を除けば、民生用では1000kmがせいぜいだ。対してFC-eVTOLは排気ガスや騒音を発生せずに800km以上の連続飛行をこなしたのだから驚く。eVTOL＝“空飛ぶタクシー”としかイメージできなかったが、将来は中距離の移動もFC-eVTOLが担うようになるかも知れない。

液体水素を最大40kg搭載して航続距離を確保

Joby社CEOのJoeBen Bevirt氏は、「（FCの搭載により）サンフランシスコからサンディエゴへ、ボストンからボルチモアへ、ナッシュビルからニューオーリンズへ、空港に行くことなく、しかも水以外の排出物なしで飛行できる時代がまもなく到来します」と、この技術の実用化に自信をみせる。 今回のテスト飛行に使われた機体には、Jobyが設計／製造した最大40kgの液体水素を貯蔵できるタンクを搭載する。水素は、Jobyの関連子会社であるH2FLY社が設計／製造した燃料電池システムに供給され、電気、水、熱を生成する。電力はJoby航空機の6つの電気モーターに電力を供給する。また離発着時の追加電力用にサブバッテリーも搭載されている。 FC化の利点は、現在各国で整備進みつつあるバッテリーeVTOLの離発着パッドや、運行管理プログラムとその運営スタッフなどを共有できるところにもある。つまり、水素の運搬や充填インフラを除けば特別な設備が必要なわけではない。インフラを共用しながら、短距離機～中距離機への乗り換えがシームレスに行えるようになるかもしれない。 国内でも、とくに西日本の地方自治体を中心にeVTOL導入の機運が著しく高まっており、空飛ぶクルマ事業への参入企業を熱心に募っている。Joby社はあくまで機体メーカーであり飛行プログラムの開発会社ではあるが、上述のとおり国内の企業とも関係を築いており、日本の空をJobyのFC-eVTOLが飛ぶ日が来るかもしれない。技術はまさに日進月歩で進化している。

空飛ぶクルマ（eVTOL）が水素燃料電池を搭載して航続距離を大幅に延伸（スマートモビリティJP） - Yahoo!ニュース