リチウムイオンバッテリーの10倍のエネルギーに相当する水素を蓄えられる「POWERPASTE」とは？

燃料電池自動車の燃料である水素は、高圧タンクで輸送・保管する必要があり、取り扱いが困難です。そんな水素を取り扱いが容易なペースト状の物体に貯蔵した「POWERPASTE」が、ドイツ・フラウンホーファー研究機構の生産技術・応用マテリアル研究所(IFAM)によって開発されました。

Hydrogen-powered drives for e-scooters
https://www.ifam.fraunhofer.de/en/Press_Releases/Hydrogen-powered_drives_for_e-scooters.html

IFAMによると、ドイツでは数百台の燃料電池自動車がすでに道路を走っているとのこと。しかし、燃料電池の製作材料が高価であることや、高圧タンクを備える水素ステーションの建設に多額の費用がかかること、スクーターや小型の車両には水素を貯蔵するための高圧タンクを搭載することが困難であることなど、さまざま問題点が指摘されており、その解決のために多くの研究が行われています。

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今回IFAMが開発を発表した「POWERPASTE」は、比較的安価に入手できる水素貯蔵材料である水素化マグネシウム をベースにしたペーストで、室温・大気圧中で水素を安全に保管することができるとのこと。

「POWERPASTE」は別のタンクから供給される水と反応することで、燃料電池に必要な量の水素を発生させます。この時、エネルギーとして使われる水素の半分は反応用の水から供給されるため、「POWERPASTE」の実質的なエネルギー密度は非常に高いものとなります。IFAMは、「『POWERPASTE』はリチウムイオンバッテリーと比べて10倍のエネルギーを安全に貯蔵できます。また、250度未満の温度では水素を発生しないので、炎天下に車両を長時間放置しても安全です」とエネルギー貯蔵量と安全性の高さをアピールしています。

また、高圧タンクを備えた水素ステーションを運営するには、水素ポンプ1台当たり100万～200万ユーロ(約1億2700万～2億5400万円)の設備投資が必要ですが、「POWERPASTE」は室温・大気圧中で保管できるため、数万ユーロ(数百万円)の設備投資で運営できるとのこと。さらに高圧タンクが必要ないため、比較的安価に輸送することができます。このため、IFAMは水素ステーションの設備が整っていない地域に「POWERPASTE」の供給施設が増えることを期待しています。

IFAMは「『POWERPASTE』は、小型のカートリッジで運用できるので電動スクーターや小型乗用車に搭載できますが、他にもバッテリー駆動電気自動車のレンジエクステンダーとして利用されることが期待されます。また、ドローンに『POWERPASTE』を用いた電力供給システムを搭載することで飛行可能時間を大幅に伸ばし、林業や、電線点検といった長時間の飛行が必要な分野にドローンを活用できるようになる可能性もあります。他にも、キャンピングカーに搭載した『POWERPASTE』を用いて、コーヒーメーカーやトースターに電力を供給するといった使用方法も考えられます」と述べ、「POWERPASTE」が幅広い用途で使えることを主張しています。

IFAMは、年間最大4トンの「POWERPASTE」を生産可能な工場を建設中で、2021年中にも稼働を開始する予定とのことです。