燃料電池車（ＦＣＶ）とその技術について質問です。 1.トヨタのＭＩＲＡＩとホンダのクラリティでは、技術的に見て何が違うのですか？

Question

2.燃料電池自体は170年ほど前に実現した技術ですが、車に搭載する為にコンパクトにパッケージングすることが新技術と見てます。その実現に向けて具体的になにをしたのでしょうか？（セパレータやセルの小型化など）

3.ガソリン車の効率は30％ぐらいとされていますが、燃料電池はどのぐらいですか？


かなり、大雑把な質問ではありますが、宜しくお願いします。

Answer 1

①トヨタMIRAIとホンダクラリティの違い
(１)乗車人数の違い。
→MIRAIは４人乗りだがクラリティは5人乗り。
(２)乗れる距離数の違い。
→クラリティの方が50km多く乗れる。

Answer 2

１．技術的に見て違うか
殆ど同じです。
圧縮水素を車載した、固体高分子形燃料電池（PEFC）型のＦＣです。

２．実現に向けて何をしたのでしょうか
過去の特許の調査と、期限切れ特許技術の実用化です。
発電効率の改善、寿命の改善、使用環境範囲拡大、小型化等です。
水素の大量車載の為に、超高圧タンクの開発もしました。（まだまだ不足）

３．発電効率はどのくらい
ＰＥＦＣ型で４０％と言われています。
固体酸化物（ＳＯＦＣ）型は５０％と言われていますが、実用化は遅れています。


ガソリン車の熱効率は３０％以下と言われていますが、エンジン単体で４０％程度まで向上してきており、ハイブリッド化により車両効率も良くなっています。
数年後には、ＨＣＣＩ燃焼により熱効率５０％の実現が見込まれています。
断熱エンジン、燃料改質ケミカルターボエンジンも研究中です。

燃料電池の水素の製造、運搬、車載が高コストな状況が続けば、今後の普及は進まないでしょう。

Answer 3

各ユニット（水素タンク、燃料電池（まあ水素イオン発電機ですね）、貯蔵用バッテリー、電気モータ）の配置が全く違うのがＭＩＲＡＩとクラリティの差ですね。

ミライは全体的に低重心位置に置いたので、台車デザインはエンジン式とは全く違います。 ボディーデザインの自由度は上がり、低重心ですから安定性は良いです。

ホンダは、エイヤッと全部ボンネットの中に詰めてしまいましたね。前が重く、重心も未来よりは高いです。だからボディーデザインの自由度や安定性はミライに劣ります。が、従来のガソリンエンジン車の台車で事足りるので、コストや量産性はいいです。

まあ、ＳＵＶ時代に、重心位置の議論しても意味ないかもしれませんがね。

大問題は、燃料電池車（ＦＣＶ）はエネルギー変換の段数から見て全然エコではないことです。 ＣＯ２を出さない意味では有意義ですがね。
水素は今の所は天然ガスをどうすることから始め、発電（ここで燃やすのでＣＯ２は出てしまいますがね）して電気分解なり水蒸気改質なりしてＨを取り出し、圧縮してタンクに閉じ込め、水素イオン発電機で電気を生み出させ、モーターを回してやっとタイヤが廻ります。
この一連のプロセスを通過するたびに分子レベルで持つ熱エネルギーはロスって行き、タイヤを回す頃には最初の天然ガスが分子レベルで持つ熱エネルギーの５％まで落ち込んでいきます。逆に言えば９５％はロスです。

ならばいっそうの事、タクシーのようにＬＰＧ燃焼エンジンにしてしまった方のが良いです。

ゆえに、燃料電池車（ＦＣＶ）が生き残るには誰かが安く無公害で効率よく水素等を取り出す技術を発明するまで、待ち受け状態です。
まあ、極端ながら家電は出来たが、誰かが電気を発明してくれるまで待ちのようなものですね。

実際水素作りの錬金術競争は国内だけでも数十社が地下で蠢いています。ネットでも学会でも公にされません。 スーパー極秘事項ですし、石油、石炭、天然ガスに巣食うエネルギーマフィアがミサイル打ち込んでくるかもしれませんからね。人材引き抜きやＭ＆Ａも乱れ切って、この研究は却って疲弊してしまうかもしれません。 もっと形になれば地上に出て来ますよ。

私は水素やヘリウムの核融合発電、核分裂ではないですよ、のが興味ありますね。
これと現代のリチウムイオンバッテリーの数倍の蓄電容量を持つのと融合すれば、充電時間の問題は残りますが未来ではＥＶが先頭を走っている可能性だってあるんですから。

Answer 4

具体的な差は、わかりませんが、ガソリンエンジンは、熱効率23%くらい、ディーゼルは、30%くらい、モーターは、意外と低く20%くらいです。（超電導を除く）

意外と効率悪いですよね。

ただ、モーターは、アイドリング不要、ということは、アイドリングストップ不要。始動時のガスのバカ食いがない。

燃料電池は、詳しくないですが、セパレータによって、水素から電子を受け取り、酸素に電子を供給することで、電流を流すのですよね。調べると40%とか50%ですね。

そうなれば、燃料電池で発電した電気をモーターで消費するということは、モーターの効率を超えることができません。

数値では、あまり良くないことにまりますね。

Answer 5

ホンダのFCVは、トヨタよりもより小型のユニットになったことで、ボンネット内に全てが収まる形です。

これにより、トヨタのFCVは専用のシャーシとなるのに対して、ホンダは既存車種に容易に組み込むことが可能になるのが、一番大きな違いです。だから、普通のセダン通りに5人乗車が可能になるわけです。

水素は金属を侵します、これが耐久性に問題があった理由です。車に使用するには、少なくても10年は無交換で使えないとダメですから。このためのコーティング技術や、新素材の開発に時間が必要だったのです。

燃料電池のエネルギー効率は30％ですよ。ガソリンエンジンのエネルギー変換効率は良くても25％程度、普通だと20％ほどしかありません、残りは全て熱で捨てています。

ちなみに、ディーゼルエンジンのエネルギー変換効率は45％です。

燃料電池車は「排ガス（CO,CO2,NOx,HC,PM）が出ない」、出るのは水だけというクリーンなのが売りです。

Answer 6

ホンダのクラリティ

初代ですか

現行ですか