水素の製造方法について

　　　　　　　　　　　　目次

水素の製造方法については、今回紹介するような化石燃料から生み出す方法、また電解質といった電気を用いることで生み出す方法といった方法やバイオマスを用いた方法など様々な方法があります。

化石燃料の改質とガス化からの水素を製造

　まず、化石燃料を燃焼させたりすることで構造などを変える、つまりガスを生み出す操作のことを改質法と呼びます。その改質法に水蒸気を用いることで水蒸気改質法と呼びます。今回の話ではその水蒸気改質法によって水素を取り出します。しかし、水素を取り出す際に化石燃料などを用いるためどうしても二酸化炭素や一酸化炭素といった温室効果ガスを同時に排出してしまうといったことが起きてしまいます。

水電解技術を利用した水素製造

　水電解技術を利用した水素の製造方法としてはアルカリ水電解という方法があります。これは、ある容器にアルカリ溶液を入れます。そして直流電気を流すことで、その容器内のアルカリ溶液内で、陰極つまりマイナス極に水素が、陽極つまりプラス極に酸素が集まります。これによって水から水素と酸素を分離することができ、水素のみを取り出すことができます。

　また、直流電気についてですが、化石燃料をもとに発電を行う火力発電ではカーボンニュートラルを念頭に入れたときに、あまり良いとは言えません。しかし、今後の水電解技術を利用した水素製造では、太陽光発電や風力発電などの再生エネルギーから生み出した電を活用することで、水素を生み出す過程において一切二酸化炭素を排出せずに作り出すことが可能になります。

光触媒の水分解

　光触媒による水素の製造方法についてはまず水の中に半導体光触媒を投入します。そしてその光触媒に紫外線が当たることによって、水から電子が光電効果（物質が光のエネルギーを吸収することで自由電子へと変化し、外に飛び出す）が発生し、水を構成している要素である水素と酸素が分離されます。それによって水素を回収できるようになるのですが、この方法について問題があり、それは水素と酸素が綺麗に分離されないことです。理想の状態としては綺麗に分離し、その中で水素のみを取り出すことができるのですが、この方法の場合、ただ水素と酸素が分離しているだけの状態であるので、水素のみを取り出すことが難しいとされています。その課題だけではないのですが少なくともその課題を解決することによってより実用的な水素の製造方法になると考えられます。

まとめ

　個人的な意見にはなるのですが、カーボンニュートラルを進めていく中では、水電解技術や光触媒といった燃焼といったものではなく、あくまで自然エネルギーや自然エネルギーによって生み出された電気を用いることによる水素の生成を進めていくことが必要になってくると考えられます。