/日本工業出版(株)/

■テクニカルレポート
〇ガスエンジンへの水素適用技術
/川崎重工業㈱　青田昭仁
当社はCO2排出量低減を目指し、ガスエンジンに水素を適用する開発を進めている。都市ガスを使用する大型発電設備を、水素30%混焼仕様:KG-18-T.HM型へ変更し、運用開始。都市ガス、水素混焼の両モードで高い発電効率を達成。単気筒試験機で水素100%運転にも成功した。

〇蓄電ハイブリッドシステムと擬似慣性技術
/川崎重工業㈱　市川崇・杉本和繁
近年、脱炭素やレジリエンス強化といった要求を背景に、コージェネレーション等の分散型電源に求められる役割が多様化している。当社では様々な用途に利用可能な電源として原動機発電機と蓄電池で構成される蓄電ハイブリッドシステムを提案している。本稿では、蓄電ハイブリッドシステムおよびそのキー技術となるiVSGを紹介する。

〇オールインワンで省スペースな水素燃料電池発電システムの開発
/ヤンマーエネルギーシステム㈱　髙橋知寛
当社は、水素を燃料とした発電出力35kWの水素燃料電池発電システム「HP35FA1Z」を開発した。HP35FA1Zは、発電時に二酸化炭素等の温室効果ガスを排出しないため、ユーザーの脱炭素化に貢献することができる。

〇都市ガス用コージェネレーションシステムにおける
水素混焼率30vol%での実証運転試験について
/ヤンマーエネルギーシステム㈱　小西佑典
当社は、発電出力5～800kWのガスエンジンコージェネレーションシステム(以下、ガスコージェネ)を提供している。近年、カーボンニュートラル意識が高まっている中、現行のガスコージェネを水素利用できるよう技術革新に取り組んでいる。今回当社の「EP370G」、「EP400G」(EP-Gシリーズ)は、簡易なレトロフィットにて水素30vol%での混焼運転を実現した。これによりユーザーに安心してガスコージェネを導入いただく環境を提供することが可能である。

〇アンモニアを貯蔵するペロブスカイト化合物
/(国研)理化学研究所　川本益揮・伊藤嘉浩・小林玄器
脱炭素社会の実現に向けた取り組みが世界的に進む中で、アンモニアはCO2フリーの燃料、水素エネルギーキャリアとして注目されている。本稿では、常温常圧でアンモニアを貯蔵する有機-無機ハライドペロブスカイト化合物を紹介する。

〇深層学習ポテンシャルを用いた全固体電池における
電極/電解質界面の反応解析
/名古屋工業大学　中山将伸
深層学習ポテンシャルを活用し、全固体電池の電極/電解質界面反応を原子レベルで解析した。その結果、界面付近でナノメートルスケールの空間電荷層形成やリチウムイオンのポテンシャル勾配形成を確認した。本稿では、界面イオン交換反応速度との関連について紹介する。

〇電気化学反応によるバイオマス由来化合物の
高付加価値化で実現する循環型経済
/東京科学大学　林智広
/国立台湾科技大学　江佳穎
本稿では、バイオディーゼル副産物のグリセロールとリグノセルロース由来の5-ヒドロキシメチルフルフラール(HMF)を、高付加価値化合物に電気化学的に変換する手法を紹介する。CuO、AgO、NiOxなどの非貴金属触媒を用いることで、従来の高価な貴金属触媒に依存せず、コスト削減と環境負荷低減を実現し、循環型経済の構築に寄与するアプローチについて紹介する。

〇太陽光と海水からグリーン水素を発生する非貴金属系の光触媒の開発
/(地独)東京都立産業技術研究センター　染川正一
あらかじめ酸素欠損を作り込んだ酸化チタンに対して、湿式のビーズミル粉砕法を適応し、高比表面積を保持した状態でTi3+ を安定的に導入し、水素生成能や太陽光への応答性を向上させた。作製したTi3+導入酸素欠損酸化チタンを海水分解による水素生成反応の触媒として応用した。

〇CO₂はパラフィンへ、COはエチレン/プロピレンへ
/千葉大学　泉康雄
自然光のみをエネルギー源として、Co-ZrO2光触媒を用いるとCO2からはC1～3パラフィンが、COからはエチレンおよびプロピレンを選択して得られた。還元剤はH2でもH2Oでもよく、ZrO2表面の酸素欠陥サイトとCo0サイトが連携して働く。

〇水素ぜい性や水素の取り扱いに関する問題を回避するには
/スウェージロック社
水素の生成から最終使用まで、水素を安全かつ確実に取り扱うことが非常に重要である。しかし、水素分子は小さいことから、水素の封止や移送を行う際は独自の課題が存在する。本稿では、水素ぜい性のメカニズムや発生原因、そしてこれらの課題を克服して長期的かつ持続可能な燃料として水素を使用できる材料の選定ポイントについて紹介する。

〇黒鉛蓄熱システムの開発
/㈱Blossom Energy　濱本真平
熱の脱炭素化に向け熱エネルギー貯蔵技術が注目される中、他の蓄熱材に比べエネルギー貯蔵量が大きい黒鉛を用いた蓄熱システムを開発している。黒鉛の加熱にジュール発熱を用いて、再生可能エネルギーから安価かつ安定に、高出力の熱供給が可能となる。


■エネルギー事情
〇 bp「エネルギー展望2024年版」報告
/LNG経済研究会　大先一正
英国国際石油会社bpの「エネルギー展望2024年版」は、2050年に掛けて現在のエネルギー需給に関する趨勢的な変化が継続する「現状軌道シナリオ」に対し、産業革命期前からの気温上昇幅を2℃未満に抑える「ネットゼロシナリ」を想定し、そのためには化石燃料(石油、天然ガス、石炭)の消費量を大幅に減らす一方、非化石燃料(原子力、水力、再生可能エネルギー)を最大限に伸ばすことが必要なことを明かにしている。しかし、そのためには様々な困難な課題の克服が求められている。


■フィールドレポート
〇佐賀市清掃工場内CCUを利用した環境保全型ハイブリッド農業
/㈱熊谷組　藤井亮
当社が発見したバイオマス生産性の高い独自微細藻類の培養と完全循環型による陸上養殖と水耕栽培の共生環境を形成したアクアポニックスを掛け合わせた環境保全型ハイブリット農業の実証実験において、佐賀市清掃工場内CCUプラントのCO2を藻類培養に利用したり、GHPによる使用電力の低減によりカーボンニュートラルを進め、藻類を利用した産生物に対する有価な栄養素や生長促進効果などのイノベーションにより世界的な食料生産危機の解決や新事業ビジネス収益モデルの構築に取り組んでいる。