S耐富士24時間レースに水素エンジンを投入！ ミライの水素社会実現の一助となるのか!? 2021年5月21日
https://bestcarweb.jp/feature/column/283862
トヨタ自動車が耐久レースに水素自動車を参戦させた。レースには豊田章男社長もドライバーとして参加したようだ。
つまり、トヨタの社運を懸けたプロジェクトなのだろう。だが、水素自動車が未来カーになりうるかといえば、甚だ疑問が多い。
水素自動車とは？
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%B4%E7%B4%A0%E8%87%AA%E5%8B%95%E8%BB%8A
文中にあるように、トヨタ以外に、BMWやフォードもテスト車を送り出している。また、マツダは水素エンジンがロータリーとの相性が良いことから、すでに水素ロータリーエンジン車の試作品を自治体に寄贈し、動かしている。
市販されている水素エンジン自動車は、世界でトヨタ・ホンダ・ヒュンダイの三社にすぎない。
https://www.kurumaerabi.com/car_mag/list/3737/#:~:text=2018%E5%B9%B43%E6%9C%88%E7%8F%BE%E5%9C%A8,%E3%81%AB%E3%81%AF%E7%A9%8D%E6%A5%B5%E7%9A%84%E3%81%AB
トヨタ自動車が、販売ラインナップに乗せているMIRAIの諸元は以下の通り。
https://motor-fan.jp/article/10018720
トヨタMIRAI Z 車両本体価格：790万円
トヨタMIRAIは、水素燃料電池車（FCEV）である。燃料は水素。さて、水素はいくらするのか？ MIRAIにはどのくらい積めて、どのくらい走れるのか？
「水素はどれくらい入るんですか？」と。「5.6kgくらいですかね」と答えると、
「えっ、そんなもん？」と、驚きの表情を浮かべた。
「水素っていくらくらいするんですか？」「1kg1100円で、1kgで100kmくらい走りますね」
（アマ註、5．6Kg= 6160円 これで600Km近く走れると）
2014年に発売された初代MIRAIの水素搭載量は約4.6kgだったが、2020年に発売された2代目MIRAIの水素搭載量は約5.6kgになった。
床下に搭載する水素タンクの直径を稼ぐために大径ホイールを採用した。ホイールの径が大きくなれば、地面から車軸までの高さを稼ぐことができる。その前に、初代の前輪駆動から後輪駆動に切り換えた。
2代目MIRAIは、空気中の酸素とタンクに搭載する水素を反応させて電気を取り出すFCスタックをフロントに搭載。リヤに搭載するモーターで後輪を駆動する。電気はケーブルで送ればいい。
後席下に52ℓ、荷室下に25ℓの計3本のタンクで総容積は141ℓである。ガソリンなら105kg程度搭載できる容量だが、水素は70MPa（約700気圧）に圧力を高めた状態で貯蔵して、約5.6kgである。40ℓ（約30kg）とか50ℓ（約37.5kg）のガソリンと日常的に触れている人にとって、5.6kgと聞けば「そんなもん？」となるのは当然だ。そんなもんで500kmは走る。問題は水素の体積エネルギー密度が低いことで、5.6kgの水素を積むのに141ℓのタンク容量が必要なことだ。
全長×全幅×全高：4975mm×1885mm×1470mm ホイールベース：2920mm
トレッド：F1610mm／R1605mm 最低地上高：155mm
車両重量：1970kg 前軸軸重970kg 後軸軸重1000kg 最小回転半径 5.8m
室内長×幅×高：1805mm×1595mm×1135mm 初代MIRAIは乗車定員が4名だったが、新型は5名だ。
水素の充填に必要な時間はガソリンを給油する時間と変わらない。営業日や営業時間にばらつきがあって、水素を充填したいタイミングで近くに水素ステーションがあるとは限らないのが難ではあるが、実用上、フルタンクで500km走れそうなことがわかると、水素切れの心配はしなくなる。
少なくとも、電気自動車に乗っているときのようなドキドキ感（悪い意味で）はなかった。ただ、MIRAIを買うなら、あてにできる水素ステーションは近くにあったほうがいいだろう。
燃費：WLTCモード 135km/kg 市街地モード：13.6km/ℓ 郊外モード：16.6km/ℓ 高速道路モード：18.4km/ℓ 1充填走行距離約750km
最高出力：174ps（128kW）
セル数：330個 燃料：圧縮水素 タンク：高圧タンク（3本）
タンク容量：141ℓ（前方64ℓ＋中52ℓ＋後方25ℓ）公称仕様圧力：70MPa
モーター：交流同期モーター（永久磁石式同期モーター）型式：3KM型 定格出力：48.0kW
最高出力：182ps(134kW）/6920rpm 最大トルク：300Nm/0-3267rpm
電池：リチウムイオン電池 容量：4.0Ah 個数：84個 接続方式：直列
*******************************************************************
引用以上
国内における水素供給基地は、全国で146カ所しかない。いくら500Km以上走行できても、燃料を入れるのに往復200Kmでは実用性ゼロだ。
今後、幾何級数的に水素スタンドが増えるかといえば、今のところ、その兆しは少ない。理由は、行政による安全性束縛が厳しいからだ。
水素は宇宙の総質量の90％を占める、宇宙最大の物質である。人が利用する対象の物質としては、相当に危険性が高いものだ。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%B4%E7%B4%A0
水素分子は、常温常圧では無色無臭の気体として存在する、分子式 H2で表される単体である。分子量2.01588、融点 −259.2 ℃（常圧）、沸点 −252.9 ℃（常圧）、密度 0.0899 g/L、比重 0.0695（空気を 1 として）、臨界圧力 12.80 気圧、水への溶解度 0.021 mL/mL（0 ℃）。最も軽い気体である。原子間距離は 0.74 Å、結合エネルギーはおよそ 104 kcal/mol
水素分子は常温では安定であり、フッ素以外とは化学反応をまったく起こさない。しかし何かしらの外部要因があればその限りではなく、たとえば光がある状態では塩素と激しい反応を起こす。
また、水素と酸素を混合したものに火をつけると起きる激しい爆発（水素爆鳴気）は、混合比下限は4.65パーセント、上限は93.3パーセントであり、空気との混合では4.1 - 74.2パーセントとなり、これはアセチレンに次ぐ広い爆発限界の範囲を持つ。
*******************************************************************
上の性質を見れば、ガソリンよりも、はるかに危険度が高いことが分かる。空気中に水素が5％含まれていれば、恐ろしい爆発を起こす。原子炉が爆発する理由は、核反応以外では、核燃料被覆管のジルカロイが高温で水素を放出して外気酸素と反応する「水素爆発」である。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A1%E3%82%BF%E3%83%B3
また水素には激しい化学的性質がある。
水素は酸化剤としても還元剤としても働く。このため非金属元素とも金属元素とも親和しやすい。たとえば、水素と酸素が化合するときには還元剤として働き、爆発的な燃焼とともに水H2Oを生じる。ナトリウムと水素との反応では酸化剤として働き、水素化ナトリウムNaHを生じる。このような水素とほかの元素が化合した物質を水素化物という。
水素はまた、炭素と結合することで、さまざまな有機化合物を形成する。ほとんどすべての有機化合物は構成原子に水素を含む。
この意味するところは、構造物に水素が関与した場合、「腐食性」が強いということだ。これが一番問題だ。
水素は、あらゆる原子の最小単位であり、単体で存在する場合、それ以上小さい物質がないため、宇宙の、あらゆる物質をすり抜けることができる。
だから、容易に金属格子に入り込むことで、金属に水素を貯蔵できることになる。しかし、入り込んだ水素を完全に遮蔽して囲い込むことのできる物質は存在しない。
https://optronics-media.com/news/20140705/24087/
こうした性質によって、水素貯蔵容器とバッテリー、エンジンの寿命が問題になる。
私は、水素エンジン車＝燃料電池車の登場をみて、これが未来の救世主になると思った時期もあるのだが、その後の劣化情報を知るとともに、「水素エンジンは滅びる」という確信を抱いた。
まずは、燃料になる水素を貯蔵するタンクの問題だが、上に書いたように腐食性が非常に強い性質から、おおむね15年程度しか使えないといわれる。
また、バッテリーの劣化は10年10万キロで80％と非常に大きい。
https://www.webcartop.jp/2021/02/657308/
10年で2割も性能が落ちるバッテリーだが、実用上は、はるかに激しく寿命が短くなるのは、大阪におけるEVタクシーの経験から明らかだ。
https://news.nicovideo.jp/watch/nw521106
上は2013年の情報だが、新車で100Km走行可能だったのが、わずか2年で50Kmに低下し、タクシーとしては商売にならず、客も敬遠しているということだ。
またハイブリッド車でも、バッテリーの寿命が問題になっていて、必ずしもガソリン車に比べて優位性はないのではないかとの声が増えている。
https://car-me.jp/articles/7918
上のリンクによれば、ハイブリッド車バッテリーは10万キロまでしか保証されない。その後は20万円以上かけてバッテリー交換しなければならない。これでは50万キロ以上走行するタクシーが利用するには辛い。
燃料電池＝水素自動車でも、同じというより、よりシビアな問題が発生するのは確実だ。
バッテリー劣化に加えて、15年で水素タンクをすべて交換しなければならないし、高温高圧の激しい化学的環境に晒されているエンジンそのものが腐食して、たくさんの部品交換を迫られる可能性がある。
水素自動車の問題点
①水素供給基地の少なさ、また将来性への展望が乏しいこと。
②水素ハイブリッドの場合、バッテリーの寿命が10年で2割減損と大きいこと。
③水素の腐食性から、水素タンクの寿命が15年、エンジンも劣化が激しく、部品交換を迫られること。。
④他の、ローコスト原動機自動車との競争力が弱いこと。
以上の問題から、水素自動車の将来性は、甚だ疑問である。水素スタンドの少なさから、今後数十年も水素ハイブリッド車にならざるをえないが、それでも、腐食、耐久性問題が解決できる見通しが見当たらない。
EVカーと同じく、水素カーも、現在のガソリン原動機を駆逐するのは無理筋であるような気がする。2030年、菅義偉の目論見通り、化石燃料エンジンが消えることはなさそうだ。
*************************************************************
追記
http://tokaiama.blog69.fc2.com/blog-entry-1500.html
5月21日に予告した、東日本の大きな前兆に対応する地震は、もしかしたら、中国のM6.4とM7.4の連続地震だったかもしれないが、震源地が青海省と遠いので、判断に迷っている。
https://typhoon.yahoo.co.jp/weather/jp/earthquake/20210522030911.html
しかし、月齢トリガーを考えると、5月26日が皆既月食満月になる。
http://star.gs/cgi-bin/getucal1.cgi
この日は、地球と月と太陽が一直線になるので、万有引力合成から地球が40センチもたわみ、地震トリガーとなる疑いがある。
普通、巨大地震が起きるときは、本来起きるべき地震が抑圧されて「嵐の前の静けさ現象」が起きるので、もう少し状況を注視したい。
一週間ほど前から、連日、スマホの誤作動がひどい。勝手に航空機モードに変わったり、アラームが鳴らなかったり、これまでにない異常が頻発している。
また電話がブツブツ途切れたり、切断したりが多いので、おそらく大きな震源からの電磁波ブロッキング現象が起きているものと考えている。とても危険な状態だ。
https://bestcarweb.jp/feature/column/283862
トヨタ自動車が耐久レースに水素自動車を参戦させた。レースには豊田章男社長もドライバーとして参加したようだ。
つまり、トヨタの社運を懸けたプロジェクトなのだろう。だが、水素自動車が未来カーになりうるかといえば、甚だ疑問が多い。
水素自動車とは？
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%B4%E7%B4%A0%E8%87%AA%E5%8B%95%E8%BB%8A
文中にあるように、トヨタ以外に、BMWやフォードもテスト車を送り出している。また、マツダは水素エンジンがロータリーとの相性が良いことから、すでに水素ロータリーエンジン車の試作品を自治体に寄贈し、動かしている。
市販されている水素エンジン自動車は、世界でトヨタ・ホンダ・ヒュンダイの三社にすぎない。
https://www.kurumaerabi.com/car_mag/list/3737/#:~:text=2018%E5%B9%B43%E6%9C%88%E7%8F%BE%E5%9C%A8,%E3%81%AB%E3%81%AF%E7%A9%8D%E6%A5%B5%E7%9A%84%E3%81%AB
トヨタ自動車が、販売ラインナップに乗せているMIRAIの諸元は以下の通り。
https://motor-fan.jp/article/10018720
トヨタMIRAI Z 車両本体価格：790万円
トヨタMIRAIは、水素燃料電池車（FCEV）である。燃料は水素。さて、水素はいくらするのか？ MIRAIにはどのくらい積めて、どのくらい走れるのか？
「水素はどれくらい入るんですか？」と。「5.6kgくらいですかね」と答えると、
「えっ、そんなもん？」と、驚きの表情を浮かべた。
「水素っていくらくらいするんですか？」「1kg1100円で、1kgで100kmくらい走りますね」
（アマ註、5．6Kg= 6160円 これで600Km近く走れると）
2014年に発売された初代MIRAIの水素搭載量は約4.6kgだったが、2020年に発売された2代目MIRAIの水素搭載量は約5.6kgになった。
床下に搭載する水素タンクの直径を稼ぐために大径ホイールを採用した。ホイールの径が大きくなれば、地面から車軸までの高さを稼ぐことができる。その前に、初代の前輪駆動から後輪駆動に切り換えた。
2代目MIRAIは、空気中の酸素とタンクに搭載する水素を反応させて電気を取り出すFCスタックをフロントに搭載。リヤに搭載するモーターで後輪を駆動する。電気はケーブルで送ればいい。
後席下に52ℓ、荷室下に25ℓの計3本のタンクで総容積は141ℓである。ガソリンなら105kg程度搭載できる容量だが、水素は70MPa（約700気圧）に圧力を高めた状態で貯蔵して、約5.6kgである。40ℓ（約30kg）とか50ℓ（約37.5kg）のガソリンと日常的に触れている人にとって、5.6kgと聞けば「そんなもん？」となるのは当然だ。そんなもんで500kmは走る。問題は水素の体積エネルギー密度が低いことで、5.6kgの水素を積むのに141ℓのタンク容量が必要なことだ。
全長×全幅×全高：4975mm×1885mm×1470mm ホイールベース：2920mm
トレッド：F1610mm／R1605mm 最低地上高：155mm
車両重量：1970kg 前軸軸重970kg 後軸軸重1000kg 最小回転半径 5.8m
室内長×幅×高：1805mm×1595mm×1135mm 初代MIRAIは乗車定員が4名だったが、新型は5名だ。
水素の充填に必要な時間はガソリンを給油する時間と変わらない。営業日や営業時間にばらつきがあって、水素を充填したいタイミングで近くに水素ステーションがあるとは限らないのが難ではあるが、実用上、フルタンクで500km走れそうなことがわかると、水素切れの心配はしなくなる。
少なくとも、電気自動車に乗っているときのようなドキドキ感（悪い意味で）はなかった。ただ、MIRAIを買うなら、あてにできる水素ステーションは近くにあったほうがいいだろう。
燃費：WLTCモード 135km/kg 市街地モード：13.6km/ℓ 郊外モード：16.6km/ℓ 高速道路モード：18.4km/ℓ 1充填走行距離約750km
最高出力：174ps（128kW）
セル数：330個 燃料：圧縮水素 タンク：高圧タンク（3本）
タンク容量：141ℓ（前方64ℓ＋中52ℓ＋後方25ℓ）公称仕様圧力：70MPa
モーター：交流同期モーター（永久磁石式同期モーター）型式：3KM型 定格出力：48.0kW
最高出力：182ps(134kW）/6920rpm 最大トルク：300Nm/0-3267rpm
電池：リチウムイオン電池 容量：4.0Ah 個数：84個 接続方式：直列
*******************************************************************
引用以上
国内における水素供給基地は、全国で146カ所しかない。いくら500Km以上走行できても、燃料を入れるのに往復200Kmでは実用性ゼロだ。
今後、幾何級数的に水素スタンドが増えるかといえば、今のところ、その兆しは少ない。理由は、行政による安全性束縛が厳しいからだ。
水素は宇宙の総質量の90％を占める、宇宙最大の物質である。人が利用する対象の物質としては、相当に危険性が高いものだ。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%B4%E7%B4%A0
水素分子は、常温常圧では無色無臭の気体として存在する、分子式 H2で表される単体である。分子量2.01588、融点 −259.2 ℃（常圧）、沸点 −252.9 ℃（常圧）、密度 0.0899 g/L、比重 0.0695（空気を 1 として）、臨界圧力 12.80 気圧、水への溶解度 0.021 mL/mL（0 ℃）。最も軽い気体である。原子間距離は 0.74 Å、結合エネルギーはおよそ 104 kcal/mol
水素分子は常温では安定であり、フッ素以外とは化学反応をまったく起こさない。しかし何かしらの外部要因があればその限りではなく、たとえば光がある状態では塩素と激しい反応を起こす。
また、水素と酸素を混合したものに火をつけると起きる激しい爆発（水素爆鳴気）は、混合比下限は4.65パーセント、上限は93.3パーセントであり、空気との混合では4.1 - 74.2パーセントとなり、これはアセチレンに次ぐ広い爆発限界の範囲を持つ。
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上の性質を見れば、ガソリンよりも、はるかに危険度が高いことが分かる。空気中に水素が5％含まれていれば、恐ろしい爆発を起こす。原子炉が爆発する理由は、核反応以外では、核燃料被覆管のジルカロイが高温で水素を放出して外気酸素と反応する「水素爆発」である。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A1%E3%82%BF%E3%83%B3
また水素には激しい化学的性質がある。
水素は酸化剤としても還元剤としても働く。このため非金属元素とも金属元素とも親和しやすい。たとえば、水素と酸素が化合するときには還元剤として働き、爆発的な燃焼とともに水H2Oを生じる。ナトリウムと水素との反応では酸化剤として働き、水素化ナトリウムNaHを生じる。このような水素とほかの元素が化合した物質を水素化物という。
水素はまた、炭素と結合することで、さまざまな有機化合物を形成する。ほとんどすべての有機化合物は構成原子に水素を含む。
この意味するところは、構造物に水素が関与した場合、「腐食性」が強いということだ。これが一番問題だ。
水素は、あらゆる原子の最小単位であり、単体で存在する場合、それ以上小さい物質がないため、宇宙の、あらゆる物質をすり抜けることができる。
だから、容易に金属格子に入り込むことで、金属に水素を貯蔵できることになる。しかし、入り込んだ水素を完全に遮蔽して囲い込むことのできる物質は存在しない。
https://optronics-media.com/news/20140705/24087/
こうした性質によって、水素貯蔵容器とバッテリー、エンジンの寿命が問題になる。
私は、水素エンジン車＝燃料電池車の登場をみて、これが未来の救世主になると思った時期もあるのだが、その後の劣化情報を知るとともに、「水素エンジンは滅びる」という確信を抱いた。
まずは、燃料になる水素を貯蔵するタンクの問題だが、上に書いたように腐食性が非常に強い性質から、おおむね15年程度しか使えないといわれる。
また、バッテリーの劣化は10年10万キロで80％と非常に大きい。
https://www.webcartop.jp/2021/02/657308/
10年で2割も性能が落ちるバッテリーだが、実用上は、はるかに激しく寿命が短くなるのは、大阪におけるEVタクシーの経験から明らかだ。
https://news.nicovideo.jp/watch/nw521106
上は2013年の情報だが、新車で100Km走行可能だったのが、わずか2年で50Kmに低下し、タクシーとしては商売にならず、客も敬遠しているということだ。
またハイブリッド車でも、バッテリーの寿命が問題になっていて、必ずしもガソリン車に比べて優位性はないのではないかとの声が増えている。
https://car-me.jp/articles/7918
上のリンクによれば、ハイブリッド車バッテリーは10万キロまでしか保証されない。その後は20万円以上かけてバッテリー交換しなければならない。これでは50万キロ以上走行するタクシーが利用するには辛い。
燃料電池＝水素自動車でも、同じというより、よりシビアな問題が発生するのは確実だ。
バッテリー劣化に加えて、15年で水素タンクをすべて交換しなければならないし、高温高圧の激しい化学的環境に晒されているエンジンそのものが腐食して、たくさんの部品交換を迫られる可能性がある。
水素自動車の問題点
①水素供給基地の少なさ、また将来性への展望が乏しいこと。
②水素ハイブリッドの場合、バッテリーの寿命が10年で2割減損と大きいこと。
③水素の腐食性から、水素タンクの寿命が15年、エンジンも劣化が激しく、部品交換を迫られること。。
④他の、ローコスト原動機自動車との競争力が弱いこと。
以上の問題から、水素自動車の将来性は、甚だ疑問である。水素スタンドの少なさから、今後数十年も水素ハイブリッド車にならざるをえないが、それでも、腐食、耐久性問題が解決できる見通しが見当たらない。
EVカーと同じく、水素カーも、現在のガソリン原動機を駆逐するのは無理筋であるような気がする。2030年、菅義偉の目論見通り、化石燃料エンジンが消えることはなさそうだ。
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追記
http://tokaiama.blog69.fc2.com/blog-entry-1500.html
5月21日に予告した、東日本の大きな前兆に対応する地震は、もしかしたら、中国のM6.4とM7.4の連続地震だったかもしれないが、震源地が青海省と遠いので、判断に迷っている。
https://typhoon.yahoo.co.jp/weather/jp/earthquake/20210522030911.html
しかし、月齢トリガーを考えると、5月26日が皆既月食満月になる。
http://star.gs/cgi-bin/getucal1.cgi
この日は、地球と月と太陽が一直線になるので、万有引力合成から地球が40センチもたわみ、地震トリガーとなる疑いがある。
普通、巨大地震が起きるときは、本来起きるべき地震が抑圧されて「嵐の前の静けさ現象」が起きるので、もう少し状況を注視したい。
一週間ほど前から、連日、スマホの誤作動がひどい。勝手に航空機モードに変わったり、アラームが鳴らなかったり、これまでにない異常が頻発している。
また電話がブツブツ途切れたり、切断したりが多いので、おそらく大きな震源からの電磁波ブロッキング現象が起きているものと考えている。とても危険な状態だ。