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» 2016年10月07日 07時00分 UPDATE

蓄電・発電機器:ポケットで水素を運べるプラスチック、新しい水素貯蔵材料へ期待 (1/2)

早稲田大学理工学術院の研究グループは、水素をためることができる「水素運搬プラスチック」を開発したと発表した。軽量かつ加工も容易で、水素をためた状態でも手で触れられる特徴がある。身近な場所での水素貯蔵を可能にする新材料として期待できるという。

[陰山遼将,スマートジャパン]

 早稲田大学理工学術院の西出宏之教授、小柳津研一教授らの研究グループは2016年9月、小型かつ水素をためている状態でも手で触ることができる「水素運搬プラスチック」を開発したと発表した。身近な場所での水素貯蔵を可能にし、地域分散型のエネルギーシステム構築への貢献に期待できる成果だという。

 次世代のエネルギー源として水素の活用に注目が集まる中、関連研究開発や製品開発が加速している。一方、政府の掲げる「水素社会」を実現する上では、水素の製造や貯蔵だけでなく、水素をどういった状態で、どのように運搬していくかも重要な項目だ。

 現在の水素の運搬方法は、高圧ボンベなどで保管し、液化した状態で運搬するといった方法が主流だ。しかし万が一の爆発など、危険性の課題を指摘されることも多く、より安全かつ効率の良い水素運搬体の開発も期待されている。こうした背景から研究グループは、水素の貯蔵・運搬・放出においてエネルギー負荷が少なく、さらに安全で軽量な、新しい形式の水素運搬体の開発を目指した。

 研究グループがその素材として利用したのが、プラスチックシートとして成形できるケトンポリマーである。ケトンポリマーを水に浸し、マイナス1.5V(ボルト)の電圧をかけると、化学結合によって水から水素イオンが取り込まれ、水素が固定されたアルコールポリマーが生成されることを発見した。こうして水素をケトンポリマーに水素を固定する。

 このアルコールポリマーは80度に加温すると、水素ガスを放出することも分かった。これにより固定した水素を放出させることができる。さらに水素の固定と放出のサイクルは温和な条件下で簡易に行え、その繰り返しも可能であることを確認できたという(図1)。

図1 今回開発したケントポリマーとアルコールポリマー。サイズは5グラム 出典:早稲田大学理工学術院
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