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テクの雑学

第181回 ガスでお湯と電気をいっしょに作る、エネファームの仕組み

 東日本大震災以来、電力の不足が懸念される中、電力会社に頼らず家庭で電気を作るシステムに注目が集まっています。今回のテクの雑学では、ガスで電気をつくる「エネファーム」の仕組みについてみていきましょう。

ガスのエネルギーを「電気」と「熱」に変える
 「エネファーム」は、家庭用燃料電池コジェネレーション・システムの愛称です。名前の由来は、“ENErgy”+“FARM”(農場、畑)からきており、エネルギーを作り出すという意味があります。特定の製品名のようですが、2008年に燃料電池実用化推進協議会が、家庭向け燃料電池の認知向上を推進する取り組みとして決めた統一名称なので、ガス会社など、販売を推進している会社のほとんどが「エネファーム」という名称を使っています。

 コジェネレーション(cogeneration)は、燃料から電気を取り出すだけでなく、その時に発生する排熱もいっしょに取り出すシステムで、英語では“combined heat and power”とも言われます。熱を空気中に放熱せず、お湯を沸かすための熱源として利用することで、エネルギー効率を高めるものです。

 エネファームでは、ガスや灯油などの燃料のエネルギーを電気と熱に変えます。具体的には、燃料から水素を取りだし、その水素を燃料電池に供給して発電し、排熱でお湯を沸かします。発電所で使用している従来の汽水型火力発電では、使用するエネルギーのうち電気として取り出される割合は37%なのに対し、エネファームでは電気とお湯を合わせて81%に上っています。


メタンから水素を取り出す
 燃料となる都市ガスから水素を取り出すには、まず硫黄分を取り除いた後、主成分のメタンと水蒸気を高温で反応させ、水素と一酸化炭素を発生させる「水蒸気改質」という反応を起こします。ここで発生した一酸化炭素をさらに水蒸気と反応させて、水素と二酸化炭素を発生させる「水性シフト反応」が発生し、最終的に都市ガスは水素と二酸化炭素の混合気体に変わります。


 水蒸気改質によって発生する一酸化炭素が燃料電池に送り込まれると、電極に付着して性能低下の原因となります。そのため、各社では、一酸化炭素を効率的に取り除くための触媒の開発に力を入れています。

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