水素自動車のモーターは内燃機関やハイブリッド エンジンとどう違うのですか?

燃料電池電気自動車 (FCEV) としても知られる水素自動車のモーターは、従来のガソリン車に搭載されている燃焼エンジンや、燃焼と電気推進の両方を組み合わせたハイブリッド エンジンとは大きく異なります。主な違いは次のとおりです。

1. 燃料源 :

- 内燃機関 :従来の車両で最も一般的なタイプの内燃エンジンは、ガソリンやディーゼルなどの化石燃料の燃焼に依存して電力を生成します。燃料は空気と混合され、燃焼室内で点火され、圧力が発生してピストンを駆動し、機械エネルギーを生成します。

- 水素モーター :燃料電池とも呼ばれる水素モーターは、主な燃料源として水素を使用します。燃料電池は、電気化学的に水素と空気中の酸素を結合させて、電気、水蒸気、熱を生成します。生成された電気は、車両の車輪を駆動する電気モーターに電力を供給します。

2. 排出量の違い :

- 内燃機関 :燃焼エンジンは、二酸化炭素 (CO2)、窒素酸化物 (NOx)、粒子状物質などの温室効果ガスを含む、さまざまな汚染物質を大気中に放出します。これらの排出物は大気汚染の一因となり、環境や健康に有害な影響を与える可能性があります。

- 水素モーター :水素モーターは、電気化学反応の副産物として水蒸気と熱のみを生成します。したがって、排気管からの排出物はゼロであり、環境に優しく、排出削減目標の達成に適しています。

3. 発電 :

- 内燃機関 :内燃機関では、燃料が燃焼室内で急速に燃焼し、膨張してピストンを動かす高圧ガスが生成されます。この往復運動により機械エネルギーが発生し、車輪に伝達されます。

- 水素モーター :水素モーターは電気化学プロセスを利用して電気を生成します。燃料電池は、電解質によって分離された 2 つの電極 (アノードとカソード) で構成されています。水素がアノードに供給され、空気中の酸素がカソードに供給されます。水素がアノードを通過して触媒と反応すると、プロトンが放出され、電子が生成されます。プロトンは電解質を通過してカソードに到達し、電子は外部回路を通って流れ、電流が生成されます。この電流は、車両を駆動する電気モーターに電力を供給します。

4. エネルギー効率 :

- 内燃機関 :内燃エンジンは、熱放散、摩擦、燃料の不完全燃焼など、燃焼プロセスにおける固有の損失により効率が制限されています。

- 水素モーター :燃料電池は効率が高く、水素に蓄えられた化学エネルギーのかなりの部分を電気エネルギーに変換します。内燃機関と比較して全体的な効率が向上する可能性があります。

5. 騒音レベル :

- 内燃機関 :内燃機関は、エンジンのコンポーネントや排気システムの音などの機械的な騒音を発生します。

- 水素モーター :水素モーターは燃焼プロセスや機械的な往復運動がないため、非常に静かです。主な騒音は電気モーターと空気の動きから発生します。

6. 車両の航続距離 :

- 内燃機関 :内燃機関車の航続距離は、燃料タンクとエンジンのサイズと効率、走行条件によって異なります。

- 水素モーター :水素燃料自動車の航続距離は、主に水素貯蔵タンクの容量と燃料電池システムの効率によって決まります。水素はガソリンに比べて重量あたりのエネルギー密度が高いですが、水素の貯蔵と輸送には課題が生じる可能性があります。

7. インフラ :

- 内燃機関 :内燃機関車両には、ガソリン スタンドと給油施設の広大なネットワークを備えた確立された世界的なインフラストラクチャがあります。

- 水素モーター ：水素給油ステーションのインフラはまだ発展途上にあり、特に水素燃料電池技術を積極的に推進している特定の地域や国以外では、従来の燃料ステーションほど広く利用できるわけではありません。

これらの違いは、水素自動車のユニークな特性と潜在的な利点、特に環境への優しさと高効率を浮き彫りにしています。しかし、水素自動車の普及を可能にするためには、水素の製造、貯蔵、インフラに関連する課題に対処する必要があります。