トヨタはアリゾナ州の砂漠で水素燃料トラックのドラッグレースを行っている

水素タンクの充填は、基本的なエクスペリエンスと所要時間の両方において、ガソリン車の充填とよく似ています。これはこれまでEVにとって大きな障壁となっていた。ロードトリップで充電するたびに 20 分以上追加されることは、シェブロンのステーションに車を停めて数分でそこから出ることほど魅力的ではありません。しかし、米国エネルギー省でさえ、水素には「現在多くの発電所や車両で使用されている従来の燃焼ベースの技術に比べていくつかの利点がある」と述べているにもかかわらず、主に資金提供のため、水素はまだ大規模な解決策として普及していない。

トヨタは12月、カリフォルニア州最大の小売水素燃料供給インフラプロバイダーであるファーストエレメント・フューエルに投資し、米国の水素インフラを強化する意向を発表した。自動車メーカーは過去 30 年間、水素燃料電池の研究と開発に費やしてきました。実際、トヨタはカリフォルニア州ガーデナに水素研究だけに特化したキャンパスを持っています。 2001年から水素燃料電池技術の改良を進めてきたが、このキャンパスは2024年にトヨタ北米水素本社（H2HQと呼ぶ）に改名されたばかりだ。

トヨタは2015年に水素を燃料とするセダン「ミライ」をデビューさせたが、これまでのところ乗用車に水素ポンプが利用できる国内唯一の場所であるカリフォルニア州でのみ販売されている。トヨタはアリゾナ試験場で、大型クラス 8 水素燃料電池トラックもテストし、ディーゼル兄弟車とレースを行っています。私は 2 回の別々のテスト走行で FCEV とディーゼル動力のセミにショットガンに乗る機会がありましたが、水素トラックははるかにクリーンで高速で、有害なガスの代わりにテールパイプから水を吐き出します。ただし、国の残りの地域に H2 を採用させるのは長期戦です。

水素燃料電池の仕組み

記号 H と原子番号 1 をもつ水素は、宇宙で最も軽く、最も豊富に存在する元素です。これは、水蒸気メタン改質、電気分解、バイオマスのガス化と水素分離によって製造できます。燃料電池は、燃焼ではなく電気化学反応によって電気を生成し、家庭、企業、交通機関に電力を供給するために使用されます。バッテリーのように定期的に充電する必要はなく、より多くの燃料源にアクセスするだけで済みます。

燃料電池はアノード、カソード、電解質膜から構成されます。 DC ベースの燃料電池・水素エネルギー協会によると、プロセスは次のように行われます。

1. 水素原子はアノードから入り、酸素はカソードを通過します。
2. 触媒は原子から電子を奪い、陽子を分離します。
3. 正に帯電したプロトンは多孔質電解質膜を通過してカソードに到達し、負に帯電した電子は回路を通過して電気を生成します。
4. 回路を通過した後、電子は空気中のプロトンおよび酸素と結合して、燃料電池の副産物である水と熱を生成します。

北米トヨタのエグゼクティブプログラムマネージャー、デビー・バーン氏は「多くの人は非常に複雑なシステムだと思っていると思うが、それは陽極を備えたバッテリーにすぎない。システムに水素を加えると化学反応が静かに起こる」と語る。 「可動部品がないので、そのメリットも得られます。オイル交換のためにディーラーに持ち込む必要がなく、ピストン駆動エンジンに比べて摩耗が少なくなります。」

石油やガスを燃料とする自動車もリスクのないプロセスではありません。ガソリンタンクは高品質の素材とプロセスで作られていないと危険になる可能性があり、安全対策がかなり進んできたとはいえ、アメリカ全土のガソリンポンプには静電気に関する警告がまだ見られます。石油の収集にも費用がかかりますが、インフラとサポートは十分に確立されています。

トヨタは、水素燃料電池車の製造においても、ガソリン車、ハイブリッド車、トラック、SUV と同じレベルの細心の注意を払って安全性を重視しています。さらに、水素センサーは漏れや衝突を検出するとトヨタは言う。事故が発生した場合には、水素タンクのバルブが閉じるように設計されており、追加の水素が漏れるのを防ぎます。

懐疑論者を説得する

水素は、太陽光発電、風力、生物廃棄物を使用して生成できるクリーン エネルギーです。トヨタとコネチカットに本拠を置くフューエルセル・エナジーは、近くの下水処理施設からのバイオガスを利用して再生可能電力、再生可能水素、利用可能な水を生成する、この種初の「Tri-gen」システムを2023年に発売した。これらの製品は、トヨタロジスティックサービスロングビーチの港湾車両処理業務に使用されています。 。

トヨタによれば、再生可能電力の使用により、年間予想されるCO2排出量が9,000トン以上削減され、未使用の電力は地元の電力会社に還元されるという。 Tri-gen 施設では、クラス 8 の大型セミトラックを含む燃料電池電気自動車用に毎日最大 1,200 キログラムの水素を生成し、毎日約 1,400 ガロンの水をリサイクルしています。

このリサイクルされたH2Oは、日本の工場から到着したばかりの車両を納車前に洗浄するために使用され、現地工場からの水の無駄を削減します。特に、トヨタとFuelCellのTri-gen施設は、5月に米国エネルギー省の2025年ベタープロジェクト賞を受賞した。 Better Project Award は、エネルギー、水、廃棄物の削減効率における革新を表彰します。

トヨタはそれを世界の「ゲームチェンジャー」とみなしているが、懐疑論者や否定論者もそれなりにいる。トヨタは最近、アリゾナ州にある12,000エーカーの試験場のツアーに私と選ばれたジャーナリストのグループを招待した。 ザ・ドライブ 水素エネルギーについて完全に確信しているわけではないにしても、懐疑論者になり、啓発されたようになりました。トヨタが水素を、一般の人にはまだ明らかになっていない未来への解決策として捉えていることが明らかになった、と同氏は言う。

11月のSEMAショーで発表されたトヨタのH2-Overlandコンセプトを考えてみましょう。このコンセプトは、燃料電池によって生成された水を収集して濾過します。ユーザーはその補充水を、手洗いや食器洗いなどの飲料以外の用途に使用できます。

「同じアイデアを想像してみてください。ただし、産業用発電機と電源を使用した場合です。」とジェイコブズ氏は言います。

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