水を加えるだけで高効率水素生成が実現する新技術の可能性

水を加えるだけで可能な高効率水素生成技術

水素エネルギーは、そのクリーンな特性から注目を集めています。特に、二酸化炭素を排出しない点が評価されていますが、水素の貯蔵や輸送、供給にはいくつかの課題が存在します。これまで主に用いられてきた水の電気分解やスティームリフォーミングは、特別な設備や温度条件を必要とするため、実用化が難しいものでした。そんな中、高知工科大学の研究チームが新たに開発したのが、ガスアトマイズ法によって製造されたカルシウム-マグネシウム合金粉末を用いた水素生成法です。

新しい水素生成技術の概要

この研究の主導者であるKajai Chayanonさんと藤田武志教授は、Ca-25 at.% Mg合金粉末を水で加水分解することで、高効率で水素を生成することに成功しました。この技術の特長として、常温環境で操作できる点が挙げられます。これにより、 portable water supply devices や emergency power units への応用が期待され、普段の生活に水素エネルギーを取り入れるチャンスが広がります。

反応の仕組みと効率

1グラムの合金粉末に100 mLの常温水を加えると、ほぼ完全に加水分解が進行し、約13分で737～760 mLの水素を生成することが確認されました。この反応が実現できた要因は、合金粉末の微細構造にあります。微細なCaリッチ相とMg₂Ca相が緻密に分散しており、これが水の浸透経路を短縮し、反応を効率的に進行させるのに寄与しています。これにより、最大835 mLの水素生成量を達成することもできました。

従来の材料との比較

従来の材料としては、単一元素のCaフレークといったものが考えられます。Caフレークは反応速度が速いものの、制御が難しいという欠点があります。また、MgH₂は反応が進行する過程で十分な生成量を得られないことが多々あります。一方、ガスアトマイズ法で得られたこの合金粉末は、安全性、反応制御性、高出力に優れており、安定した水素生成が期待できるとされています。