概要

トヨタ自動車がガソリン車に代わる脱炭素素車として水素エンジン車を開発し，自動車レースに出場したことで，燃料としての水素が脚光を浴びました。水素が注目されるのは，カーボン・ニュートラルであることのみが要因ではありません。水素エンジンは水素燃焼時に生じる水蒸気の爆発的な膨張力（運動エネルギー）で駆動します。また，燃焼の際に発生する熱エネルギーはボイラーや水素火力発電所で使用されていますし，マツダはロータリーエンジンで水素を燃やして発電した電気で電気自動車を走らせています。さらに，イオンとして電気エネルギーを運ぶこともできます。燃料電池は水素イオンと酸素イオンを化合させて電気を発生させる「発電装置」であり，トヨタ自動車は燃料電池でつくった電気でモータを回して走る燃料電池車「MIRAI」を2020年にモデルチェンジしました。このように，水素は単に燃焼時に二酸化炭素を排出しない「クリーン･エネルギー」として価値があるだけでなく，さまざまな形態のパワーを発出できるポテンシャルの高いエネルギー源です。今後，核融合発電を含め，水素エネルギーの利用がますます広がっていくことが予想されています。本書はこうした状況を踏まえ，水素エネルギーの基礎的な知識をすべて網羅し，わかりやすくまとめた書籍です。

こんな方におすすめ

• 電池や内燃機関などの企画･設計･製造担当者や，発電･蓄電などに携わっている技術者あるいは自社や自治体の「二酸化炭素の排出削減」にかかわる担当者，自治体職員など
• また，エネルギーに興味のある教育関係者や学生など

サンプル

目次

1章　水素の基本的な性質

• 1-1　奇跡のエネルギーキャリア
• 1-2　宇宙で「いちばん」の元素
• 1-3　核子を構成する素粒子
• 1-4　水素の三態
• 1-5　原子核と電子とイオン
• 1-6　水素の化学結合
• 1-7　水素結合3
• 1-8　水素イオンの正体3
• 1-9　マイナス電荷を持つ水素陰イオン
• 1-10　水素の同位体
• 1-11　オルト水素とパラ水素4
• 1-12　水素の工業利用4

2章　水素の燃焼エネルギー

• 2-1　水素の燃焼による熱エネルギー
• 2-2　水素はどれほど燃えやすいか
• 2-3　水素の爆発
• 2-4　拡散係数と消炎距離
• 2-5　水素はなぜこれまで燃やされてこなかったのか
• 2-6　水素バーナー
• 2-7　水素ボイラーの安全対策
• 2-8　水素エンジン車の開発史
• 2-9　水素レシプロエンジン
• 2-10　水素ロータリーエンジン
• 2-11　ハイブリッド水素自動車82
• 2-12　水素でつくるe-fuel
• 2-13　水素火力発電①　汽力と内燃力
• 2-14　水素火力発電②　コンバインドサイクル
• 2-15　H-ⅡAロケットは水素で飛ぶ

3章　水素イオンが運ぶ電気エネルギー

• 3-1　乾電池で理解する電池の原理
• 3-2　鉛蓄電池で水素イオンが駆け回る
• 3-3　ニッケル水素電池
• 3-4　燃料電池の開発史
• 3-5　水の電気分解と燃料電池の発電原理
• 3-6　燃料電池の種類①　固体高分子形
• 3-7　燃料電池の種類②　リン酸形とアルカリ形
• 3-8　燃料電池の種類③　溶融炭酸塩形と固体酸化物形
• 3-9　燃料電池自動車（FCV）
• 3-10　家庭用燃料電池システム

4章　核融合の燃料は水素の同位体

• 4-1　核分裂と核融合
• 4-2　太陽とITER
• 4-3　核融合の燃料と反応
• 4-4　核融合の条件と質量欠損
• 4-5　プラズマの閉じ込めと加熱
• 4-6　レーザー核融合
• 4-7　実用化先行の量子水素エネルギー

5章　水素の製造と貯蔵・輸送

• 5-1　水素の製造①　副生水素
• 5-2　水素の製造②　炭化水素から水素を取り出す
• 5-3　水素の製造③　水の電気分解
• 5-4　水素の製造④　バイオマスから水素をつくる
• 5-5　水素の製造⑤　原子炉の熱とISプロセス
• 5-6　水素の製造⑥　光触媒と人工光合成
• 5-7　水素の貯蔵と輸送①　高圧ガスか液体か
• 5-8　水素の貯蔵と輸送②　水素吸蔵合金
• 5-9　水素の貯蔵と輸送③　液体水素化物
• 5-10　水素の貯蔵と輸送④　水素ステーションの整備

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