水素の燃料補給と精製

はい、水素は車、バス、列車、重トラック、軍用車両、船舶、航空機、その他の燃焼ベースの輸送機器に使用できます。 水素自動車など、いわゆる水素車両は燃料電池を使用して水素分子内の化学エネルギーを機械エネルギーに変換します。 燃焼エンジンは燃料として液化水素を燃焼させることもでき、今日のロケット工学で最も広く普及しています。 一方、液体水素は必要な処理を経た後、ガソリンまたはディーゼル用に設計されたエンジンを持つ商業用車両や乗客運搬車両の燃料としても同じ効率性を発揮します。 水素の適用範囲とコストはガソリンに匹敵します。主な違いは、燃焼ガスの排気には CO2 が含まれているのに対し、水素は水蒸気しか生成しません。

燃料電池は、燃料と酸素の連続供給源を燃焼ではなく化学反応を使用して電気に変換するコンパクトな（スーツケースサイズ以下の）電気化学発電所のようなものです。 水素燃料電池は、H2 燃料から電解質（通常は白金）を介して移動する水素イオンの電荷を酸素と共に変えて電気を生成し、そこでは電子と水蒸気を供給します。 燃料電池は、燃料と酸素が適切な速度で供給される場合、連続して電気を供給することができます。

水素燃料電池は、自動車の一般的な内燃エンジン（25 %）の約 2 倍のエネルギー効率（40 % ～ 60 %）ですが、温室効果ガスは排出されません。 また、非常に軽量でスペースを大幅に削減できるため、特定の車両の燃料貯蔵量を増やすことが可能です。 さらに、その耐用年数は燃焼エンジンに匹敵します。

現在開発中のすべての燃料電池技術と同様に、水素燃料電池は、電気化学エネルギー変換プロセスが比較的高い適切な流量と圧力で維持されるように正確な測定および制御機能を必要とします。 白金電解質を製造するコストも高くなりますが、必要な量を削減する新しい方法が開発されています。

ロジックコントローラ、ソレノイドバルブ、圧力レギュレータなどのモバイル・オートメーション・ソリューションは、適切な圧力下で最適なレベルの水素と酸素が燃料電池に供給されるのに十分な信頼性と耐久性を備えています。 その用途は多岐にわたり、特定の圧力下で安全性が確保されるため、これらの技術は拡張性が高く、乗用車から貨物船まであらゆる輸送機器に対して高い評価を得ています。

ドライバーにとって、水素充填ステーションは、手動ポンプを備えた従来のガソリン充填ステーションに似ています。 しかし、ステーション自体はハイテク施設であり、コンプレッサーを使用して非常に高い圧力で凝縮することにより、保持タンクに貯蔵された水素ガスをエンジン対応のイオン性液体 H2 に変えます。 液体は圧縮後、分注前にガスに戻らないよう、-40 °C （-40 華氏）に保つ必要があります。

0.5 % 精度のコリオリ質量流量計などの高度な自動化技術、正確なアルゴリズム圧力制御を可能にするマイクロプロセッサベースのコントローラ、長距離水素炎検知器、極端な寒さに定格された非干渉型温度センサ、1 平方インチあたり最大 15,000 ポンドの高い動作圧力を処理できるバルブなど、すべてが水素燃料の用途にあわせて開発されています。これにより、メンテナンスが安全かつ容易になり、ガソリンスタンドに代わる商業燃料充填ステーションとしての実用性が高まります。