何となくタイトルが安っぽいですね。「世界初」「成功」という、人の気を引くためのような言葉に頼る文章を私はあまり信用しません。

それはともかく、水素は気体であるため貯蔵・運搬が困難なわけで、それを有機ハライドという液体にして解決するそうです。有機ハライド化することは昔から試みられていたのですが、コストがかかるという難点があったのを、ニュースに出ているグループが低コスト化したという訳ですね。

ただ、ニュースではコストが半分になるということですが、あまり具体的に書かれていないので、本当かなと勘ぐってしまいます。またタイトルでは「CO2フリー水素」となっているのですが、多分これは太陽光発電で作っているからだと思います。電気分解で有機ハライドを作るので、直流の太陽光発電を使うのは効率が良いように思えますが、おそらく電圧の安定化などが必要なので、交流で作ってもあまり効率は変わらないのではないかと思います。

いずれにせよ水素エネルギー実用化には、まだ課題は多いのだろうという気がしますね。

私が水素エネルギーのことを聞いたのは石油ショックの頃でしたから、それから30年以上たちます。多分、研究は進んでいるのでしょうけれど、外から見るとあまり進展がないように見えます。実用化されるにはまだ30年以上かかるのでしょう。私が生きて見届けるのは難しいかな。

太陽光で水素という話はずいぶん昔からありましたね。私の記憶では石油ショックの頃から話だけはあったものの、高コストで実現性が無かったと思います。その後、太陽光発電は大幅に値下がりしましたが、水素技術はあまり変わり映えしないように思います。それでもコス的にも可能になるというのは、水素製造にはあまりコストはかからないということでしょうか。また、低コスト蓄電池の存在が前提なので、少し希望的観測が強い気もしますけれど。

水素の特長は、貯蔵できること、持ち運びできること、CO2を発生しないこと、などが挙げられます。この記事の前提条件のように低コスト蓄電池が可能になるなら貯蔵できる利点が色褪せてしまいますが、大容量貯蔵では水素が有利でしょうかね。持ち運びできるという利点も、車が電気自動車化されると色褪せてきます。しかし、CO2を発生しない熱源である点は強いですね。

いずれ水素社会が来るだろうとは思いますが、記事にあるように2030年頃に実用化可能と言われても、そんなに早く来るのかなと思いますし、もっとゆっくり取り組んだ方が良いのではとも思います。

私も2000年前後に途上国の太陽光地方電化にずいぶん従事したことがあります。あの頃は太陽光＋バッテリーの小型分散システムが途上国地方電化に有効と思われ、日本だけでなく世界の多くの国が同じようなプロジェクトに取り組んでいました。しかし、結果から見るとどの国のプロジェクトも大して役には立ちませんでしたね。途上国はインフラや人々の体制が整っていないので、変なものを持ち込んでもうまくいきません。まして地方ではなおさらです。私が従事していた頃だと、この記事のシステムよりもっと簡単な太陽光＋バッテリーのシステムでも地方で維持することはできませんでした。

今回のシステムはそこに水素を入れてさらに燃料電池です。地方電化の手段に使えるようなものではないでしょう。

ただ、こういうプロジェクトを否定するわけではありません。このプロジェクトは記事にもありますように、経産省の「質の高いエネルギーインフラの海外展開に向けた事業実施可能性調査事業」に採択されたものです。この狙いは途上国の支援ではなく、日本の技術や事業の開発にあります。悪く言えば、相手国の地方電化に役立たなくても、日本側にノウハウが残ればよいわけです。途上国の未電化地域で展開する技術・事業ですから、相当厳しい環境にあるわけです。そこで展開する技術・事業のノウハウを得られたら、今後の海外展開する場合に大いに参考になると思われます。

むしろ、この事業はそういう目的のものと割り切って、無理に相手の地方電化を進めようなんて考えない方が良いでしょうね。途上国地方電化に十数年従事してきた身として、つくづくそう感じました。

集光型の太陽電池で発電したそうですから、そこのエネルギー効率は20%を超えているでしょう。水素を作るところのエネルギーは、多分、水から水素を作る時の化学結合エネルギー差から計算するのでしょう。結果としてエネルギー変換効率18.8%は世界最高だそうですが、電気を作るところで20％以上の効率があったので、水素にする時に10％以上はロスしていそうです。

一方、水素自体はエネルギーを貯蔵するためのもので、それをまた電気や熱、動力にしなければなりません。電気にする場合は燃料電池を使うのでしょうか？　燃料電池だとするとエネルギー変換効率は30-40%ぐらいだと思います。これならバッテリーを使う方が（バッテリー充放電は90%ぐらいの効率があるので）ずっとお得ですね。

熱にする場合はそのまま燃やせばよいので、結構使えるのかな。

車を動かすには水素エンジンになるのでしょうか。あるいはまた燃料電池の電気自動車でしょうか。燃料電池だと前述のようにバッテリーを使う方が効率は良さそうです。水素エンジンの方は残念ながら良く判りませんが、水素を作るロスに加えてエンジンのロスがありますから、やはりバッテリーより効率は落ちそうです。

このように考えていくと、水素は将来のエネルギーとして期待されているものの、思ったほどバラ色でもないという気がします。少なくとも電気エネルギーの貯蔵に関してはバッテリーが王道のように思います。ただ、水素は輸送しやすいので便利という長所があるので、それなりに使われるようになるでしょう。・・・というのが私の予想。当たるかな。

まぁ、そんなことを言っても始まらないので、今回のニュースを見てみますと、特徴は太陽電池の表面と電気分解の電極を一体化させていることのようです。従って、下の図のような構造になっています。

これはちょっと面白い技術で、このように作るのは工夫を要したと思います。これまでに出てきたような、太陽電池の出力を電気分解に電線でつなぐ方法に比べると研究価値も高そうに思いました。

しかしよく考えてみれば、なぜ太陽電池と電気分解の電極を一体化させたのでしょう？　これだと太陽電池も水の中に入れなければならないので、光がうまく当たらなくなり効率が下がってしまいそうな・・・。別々に作って電線でつなぎ、それぞれを最適の状態で動作させる普通の方法の方が合理的に思えます。

目的が良く判りませんが、取りあえずは独自性のある研究で（だと思います）、一体化させるところに技術開発の要素も見らます。独自の研究をしているといろいろなところで技術開発が必要となり、それが意外なところで役に立ったりすることがありますから、否定することはできません。こういう研究も気長に見ていかないといけないのでしょう。

上記のようなニュースが最近流れていました（太陽光による水素製造、宮崎で世界最高効率24.4%を達成）。

以前にも同じようなニュースがあり、期待した割には中身が無かったのでがっかりしたことをブログで紹介しました（理研、太陽光エネルギーを水素に変換するシステムを発表、変換効率15.3%）。それがあったので、初めはこのニュースをスルーしていましたがTwitterでよく見かけるので、記事を見てみました。

記事を読むと確かに太陽光から水素を作る変換効率で世界最高を達成したようです。しかし、それを読んでももう一つピンと来ませんでした。

基本的には太陽電池で水を電気分解して水素を得る仕組みです。この方法には特に工夫は感じられません。今回の特徴は、高効率な集光型太陽電池を使ったことのようですが、この太陽電池は既に開発されていたもので、それを電気分解の電源に使った点が新しいようです。これを新しいと言えるのかな？

電気分解に使うのに電圧を調整してロスを無くしたとあるので、そこが工夫点かもしれませんが、電圧を合わせて使うというのは電気を使う上では当然行われることです。電圧を合わせるのに特に工夫があったような報告はありません。

どうも高効率の太陽電池を使ったことにより、世界最高の効率で水素製造ができたようです。そのこと自体は価値があるのでしょうが、技術的内容に新規性が無いというのは釈然としませんね。研究者の報告が下手だったのか、記者の理解力が不足していたのか判りませんが、記事の科学的内容としてはつまらないものでした。

ただ、同様な研究は結構あちこちで行われていて、変換効率の競争もあるようです。将来技術の水素製造ということで継続的に研究が行われているのでしょう。気長に眺めていくことにします。

さて、数日前に題記の発表があったようです。この表現だと何か新しい発見があるような無いような紛らわしい表現だったので、もう少し詳しい内容が知りたくてwebを検索し、engadgetというサイトの説明を見ました。

そのサイトの記事を見る限り、「太陽電池1セルの電圧と水の電気分解1セルの電圧は異なるので、電圧を合わせるためにそれぞれの直列段数を調整した」と言うことのようです。

普通の人なら「何だ、これだけ？」と思うでしょう。実は簡単そうに見えても難しかったのかもしれませんが、新しい発見らしきものは何も記載されていませんでした。また15.3%の価値もはっきりしませんでした。発表した人の説明が下手だったのか、記事を書いた記者が理解不足だったのか？？？　とにかくこの記事にはがっかりしました。

しかし、どうも理研はこういう意味不明な行動が多すぎるような気がします。スーパーコンピューターで「世界で一番になること」が研究目的だと言ったり、STAP細胞で内容も理解せず出来たと言って騒動を起こしたり・・・。表面的にカッコいいことを追いかけるのが仕事だと思っているのではないかと勘ぐりたくなります。

水素は長いスパンで環境整備していくことが重要なので、相当の新発見でもない限り普及は簡単には進まないでしょう。長い道のりで少しずつでも歩を進めるために、地道な努力や試行錯誤の積み重ねが必要です。確かに地道だけでは持たないので、研究を活性化するためのパーフォーマンスも必要でしょうが・・・、この発表はどうだったのでしょうか。