機械硏、新概念の水素圧縮機開発…都心での水素充電所拡大に期待＝韓国

韓国の研究陣が電気化学反応を利用し、水素を圧縮する電気化学的水素圧縮機の開発に成功した。都心で水素充電所を拡大するための基盤技術になるものと期待される。

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　今回の研究は「韓国機械研究院」炭素中立機械研究所のユン・ソクホ博士や「チュンアン（中央）大学」のキム・ミンソン、キム・ドンギュ教授の共同研究チームで行われた。同チームは水素で電気を作る燃料電池の特性を逆利用し、燃料電池に使われる分離膜に電流を加え、水素だけを抽出する方式で水素圧縮機の開発に成功。

　電気化学反応を通じて水素が装置を通過する過程が繰り返されると、装置の後端部に水素が積もり、圧縮が行われるという。同チームは水素圧縮時に高圧にも装置が耐えられるよう装置内部の構造を設計。内部の表面処理を通じてエネルギーの損失を防ぎ、圧縮効率を極大化した。

　水素自動車に水素を貯蔵するためには、水素が700気圧の圧力で圧縮されなければならない。そのため、水素充電所にはそれ以上の圧力で水素を圧縮した後、水素を供給する。水素を充電すると、充電所の貯蔵タンクの圧力が下がるため、圧力を高めるための待機時間が必要になる。早く効率的な水素圧縮技術は待機時間を短縮できるため、水素サプライチェーンの構築には欠かせない要素だ。

　ピストン方式を含め、さまざまな物理的方法を活用するこれまでの機械式圧縮機の場合、耐久性が不安定で、効率が低いという短所がある。また、圧縮過程で使われた潤滑油が混ざるなど、水素が汚染される可能性や、騒音が大きく発生するなど改善が必要だった。

　一方、水素の精製と圧縮が同時に可能な電気化学的圧縮機を使えば、汚染なしに99.99%の水素を抽出、高圧で圧縮ができる。また、圧縮機を拡張して、必要規模の水素を抽出・圧縮もできるという。

　この圧縮機は体積が小さくて場所が狭いところでも使用が可能だ。最近、LPG充電所に水素充電所を一緒に設置しようとする試みがある。しかし、高圧圧縮機が大き過ぎて難しいという。電気化学的圧縮機を活用すれば、場所の問題も解消できるものとみられる。

　また、空間的なメリットだけでなく静粛性にも優れているため、都心に水素充電所を置くのはとても有利だ。水素充電所でなくても水素圧縮が必要なところなら、どこでも小規模圧縮システムが構築できる。最近注目されている都心型エネルギーゼロハウスにも適用可能だ。

　ユン氏は「電気化学的な水素圧縮機は、これまでの機械式圧縮機より空間効率が高く騒音もないのが大きな長所だ。技術が商用化に至るよう、圧縮機の性能を向上し、都心での水素充電所普及以外にも水素社会の活性化に寄与したい」と述べた。