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2015年1月14日 (水)

真・MFC千夜一夜物語 第176話 ミライは水素社会、MFCと水素の関係 その1

日本工業出版さんの「計測技術」での 「マスフロー千夜一夜物語<質量流量計の基礎>」という連載も、2015年1月号で10回目を迎えさせて頂きました。
これも一重に、本ブログや連載をお読み頂いている皆様のおかげと思っております。
改めてお礼申し上げます。

 トヨタが世界初の量産燃料電池車(FCV)「MIRAI(ミライ)」を、昨年12月15日に発売告知しましたね。更に今年になって、FCVの普及を促進するため、2020年までの期間は関連特許約5680件を、競合他社に無償でライセンスするとまで発表。
東京オリンピックを見据えて、一気にFCVへという戦略のようです。

 FCVは水素を元に発電するのが燃料電池を搭載していますので、今までのハイブリッド車やEVとは全く異なるインフラが必要になります。
そう「水素ステーション」です。

 

ガ ソリンスタンドがガソリンを車に給油する場所なのに対し、水素ステーションは、水素をFCVに充填します。このスタンドを2020年までに普及させたい思 惑のようですが、建設費用5億円とも言われるこの設備を、既存のガソリンスタンド並みに普及させるには、コスト的、そして技術的な課題が色々とあると思え ます。
そのお話はまた別の機会にするとして、今回はMFC(マスフローコントローラ)に絡むお話をさせて頂きましょう。

「水素スタンドにMFCが使われたら、これからガンガンマスフローメーカーさんは売れますか?」
という質問を頂きました。
水素スタンドが普及するという前提でも、充填した水素を計る行為=消費量を計る流量計に従来型の熱式MFC(MFM=マスフローメータ)が使われるとはDecoには考えにくいところがあります。
な ぜなら現在のガソリンスタンドでの給油時間に匹敵する効率を得るためには、水素をかなり高い圧力(70MPa)まで圧縮昇圧した条件で、しかも水素冷却装 置で-20℃を超える低温にして充填するという話も聞こえており、この状態で使用できる熱式流量センサーは難しい、としか言いようが無いからです。

また、1MPaを超える高圧でガスを消費する場合、高圧ガス保安法に基づき、地方自治体に申請をするのですが、他の配管機器、例えばバルブのように“経済産業大臣認定品”のMFCであるかというと、Decoの知る限る現在はどこにも存在していないはずです。
海外メーカーで耐圧1MPa以上を謳うメーカーはありますが、それらも日本国内法である高圧ガス保安法に基づいた認定品ではありません。
あくまで内部構造図面、強度計算書、材質証明書、耐圧試験結果等必要書類を添えて、都道府県にユーザーが設備申請をして頂き、完成検査をして頂く必要があるのが実体です。
昨今、特に完成検査における最薄部位の肉厚の実測確認が厳しいとも聞いていますので、なおのことです。
「高圧」「低温」状態の水素ガスを測定するのは、おそらくは同じ質量流量計でもコリオリ流量計の得意なカテゴリーになってしまうと思えます。

では、MFCとFCが無関係かというと、そうでもありません。
もっと研究の前段階、”FC評価装置“では、よくMFCが使用されています。
以下のようなフローで、加湿したガス(水素や空気)をセルの入っている容器に送り込みます。
(一般的なフローを示したもので、特定の企業・団体のものを表しているわけではありません。)

150113_04

このようなフローですのでMFCにとって、先ほどの高圧、低温といった条件ではなく、楽に見えますが、実は水素特有の落とし穴があります。
さて、どのような落とし穴でしょうか?それは次回、お話しましょう。

【あなたにMFCの夜が来る~真・MFC千夜一夜物語】by Deco EZ-Japan

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