【水素自動車は爆発しないの!?トヨタ発売のミライ】FCVの仕組みや安全対策を紹介!

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2014年12月15日、トヨタから水素自動車「ミライ」が発売されました。
何気に最近、水素自動車が気になってるんですけど「ミライ」どうなんですかね。
水素と聞くとなんだか爆発しそうなイメージがあるんですが・・・
それと、電気自動車さえインフラ整備が行き届いていない現状で、水素自動車のインフラ整備はどうするんでしょうか。

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水素自動車「ミライ」について

「ミライ」の燃費

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燃料自動車の場合、国の燃費試験法が定まっておらず、燃費を示す数値として「走行距離」を用いています。

一充填走行距離(参考値):約650km (JC08モード走行パターンによるトヨタ測定値)

「ミライ」の価格

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気になる「ミライ」の価格ですが、723万6000円となっています。
価格だけ見るとレクサス並ですね・・・
しかし、ミライは補助金や減税の対象となっており、

エコカー減税+自動車グリーン税制+CEV補助金

を合わせると、最大で約200万円の補助を受けることができ、実質購入価格は520万円程度となります。

水素自動車の種類

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水素自動車とは、大きく分けて

  • ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどを改良して直接燃焼を行い走るもの
  • 水素を燃料として発電し電動機の電力で走るもの(燃料電池自動車)

上記、2種類に分けられます。
今回は後者の「燃料電池自動車」を取り上げていきます。

燃料電池自動車の仕組み

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燃料電池自動車は、Fuel Cell Vehicleの頭文字をとって「FCV」とも言われています。
読み方は「フュエル セル ビークル」と読みます。
意味は「Fuel Cell=燃料電池」「Vehicle=乗り物」です。
なんていうか、そのまんまの意味ですね!

先程少し触れましたがFCVは、EV(電気自動車)の仲間に分類され、燃料電池で水素と酸素で化学反応を起こさせて発電しモーターを回して走る仕組みになっています
それによって、EV(電気自動車)の弱点である、1回の充電で走れる走行距離と、充電時間の長さが克服できると言われています。

水素自動車のメリットとデメリット

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水素自動車のメリットとして挙げられるのが

  • 二酸化炭素などの有害排気ガスを排出しないため、環境に優しい
  • EV同様、騒音が少ない
  • ガソリンを必要としない
  • EVに比べ、1回の走行距離が長く、エネルギー充填時間も短い

そして、デメリットは

  • エネルギーを充填する場所(水素ステーション)の整備が整っていない
  • 燃料電池にレアメタルを使用するためコストがかかる
  • 水素を製造する過程でCO2が出る
  • 水素が高価である

このように水素自動車には、メリットもあれば問題点もあります。
また、走行時はEVと同じで排気ガスを排出しませんが、上記にあるようにまったくCO2を排出しないというわけではないし、場合によってはEVやガソリン車よりもCO2排出量が多い場合もあります。

水素の価格

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水素自動車の燃料である水素の価格は、110~150円/1Nm3となっています。
Nm3(ノルマルリューベ)とは、0度、1気圧の標準状態を表すもので、1Nm3とは標準状態に換算した1m3のガス量です。また現在は、ガソリンには税金がかけられているのに対し、水素には税金はかけられていないので、水素自動車が普及し始めた時に水素に税金がかかる可能性もあります。

水素の危険性と安全対策

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やはり、水素と聞くとどうしても爆発というイメージがありますが、水素自動車で事故を起こした場合爆発したりするのでしょうか。

結論から言うと事故をしても「爆発しない」
その要因として以下のような理由が挙げられます。

水素の性質を知る

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水素は非常に軽く拡散しやすい性質を持っています。
なので、もし水素漏れが発生した場合、水素は車外に逃げていくようになっています。また、水素漏れセンサーが搭載されており、水素漏れを検知すれば水素タンクのメインバルブを閉じます。
もし、水素漏れ時に火がついたとしても、水素のエネルギー量が低いため、爆発力も低い。

強固な水素タンク

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水素タンクですが、飛行機の機体に使われている素材でぐるぐる巻きにしており、衝突実験で車体が潰れても、水素タンクは潰れないほどです。
水素タンクは、700気圧の倍の圧力にも絶えられるほど強力なのだとか。

火災と水素タンク

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何かの要因で車両火災になった場合は、火災により車体の温度が上がるため、タンク内の水素が膨張し水素タンクが爆発するという可能性があります。
この対策として、温度が上がると溶けることでタンクに穴があき水素を放出する「溶栓弁」というものがついています。水素を放出するとそこから引火するのではないかと思われますが、実際はガスバーナーのように炎を出しながら、数分で水素を放出しきってしまうため爆発は起きません。

水素自動車の今後の課題とまとめ

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水素自動車の今後の課題としては、水素ステーションの増設が最大の課題ではないでしょうか。
また水素自動車は、トヨタのミライ、ホンダのFCXクラリティ、マツダのプレマシーハイドロジェンREハイブリッドが発表されていますが、各社まだまだ改良の余地があり車体価格も高価です。

燃費をもっと良くして、車体価格や水素の価格を如何に抑えるか。
ガソリン車やEV車よりもお得感を出し、水素自動車のストロングポイントをアピールすることで、水素自動車が認知・必要とされ水素ステーションの普及にも繋がるのではないでしょうか。

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