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「水素自動車」とは

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「水素自動車」とは

「水素自動車」とは

水素を燃料とする自動車には燃料電池車(FCV)もあるが、一般的に「水素自動車」というと、既存の内燃機関の延長上で、水素を燃焼させられるようにし、動力源としている自動車を指す。

水素は燃えてもH2O(水)になるだけだと認識されているが、実際にはわずかにNOx(窒素酸化物)が発生する。ただし、それは現代の触媒技術で十分に対応できる量にすぎず、その意味では、電気自動車(EV)や燃料電池車(FCV)と同じく、ゼロエミッションである。

しかしながら、燃料である水素を発生させる時点で、エネルギーが必要となり、CO2が排出される点も同様といえる。水素インフラを必要とする点では燃料電池車(FCV)と同じだが、内燃機関の技術や、生産や整備・修理などのための設備が流用できる点では、燃料電池車(FCV)よりもはるかに実用化は現実的といえる。

現在、自動車メーカーではBMWとマツダが力を入れており、それ以外にもいくつかの大学や研究機関などが水素エンジンの研究を行っている。

マツダとBMWという、「走り」系のメーカーが注力しているのは、あくまで内燃機関を未来永劫に残すという、「駆けぬける歓び」を追求してのことかもしれない。

ちなみにアメリカでは、プリウスを改造した水素ハイブリッド車や、車体の大きなバスに水素タンクを搭載し、水素を燃料として走行できるよう改造したものなどがすでに存在する。

BMWは、自社のV12レシプロエンジン、マツダはお家芸であるRE(ロータリーエンジン)をベースに、水素とガソリンの両方を使用できるよう改造している。

これは将来、水素インフラが十分に整うまでの間、ガソリンを燃料として走行できるよう、実用化を視野に入れてのことである。

水素を燃料とした場合、水素は燃焼速度が高いため、正常な燃焼の前に自然に爆発しやすいという特性がある。

このため、混合気の水素濃度を薄くする必要があり、ガソリンを燃料とした場合に比べて、大幅に出力が低下してしまうのは否めない。

RE(ロータリーエンジン)は、燃焼室の形状が細長く、水素は点火直前まで点火プラグと接しないことや、圧縮比が低いためノッキングを起こしにくいことなど、もともと水素燃焼の弱点をカバーする特性を持っている。

これを活かした水素REを搭載する「RX-8ハイドロジェンRE」がすでに開発されている。

さらに、水素を燃料にREを回して発電し、その電力で電気モーターを駆動して走行するというハイブリッドシステムを搭載した「プレマシーハイドロジェンREハイブリッド」も開発され、いずれもすでにリース販売が開始されている。

ただし、プレマシーは水素を燃料とするものの、基本的にはシリーズ式ハイブリッド車である。

水素は爆発しやすいというイメージがあるが、それは誤りで、けっして爆発しやすいわけではない。ただし、爆発した際の破壊力は低くはないという認識が正しい。

水素を生産し、保管する技術は、いまだに確立されていないのが実情ではある。

また、水素を動力源として使用するためには、高密度の水素が不可欠で、密度の低い気体水素を、高圧タンクに貯蔵するか、あるいはすでに開発されている液体水素タンクを用いる必要がある。

さらに、水素吸蔵合金による貯蔵も研究されているが、不確定要素が多く、まだ実用化のめどは立っていないという。

来るべき水素社会に向けて、さらなる技術の進化に期待したいところである。

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