水素自動車はどうやって走っている？ 水素自動車の仕組み

次世代カーのひとつとして期待されている水素自動車。それはどのような仕組みで走る車なのでしょうか。今知っておくべき水素自動車の概要についてご紹介します。

水素自動車とは？

水素自動車とはガソリンの代わりに水素を燃料にして走る自動車のことです。中でも、従来からあるガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関を改良し、水素を燃焼させる水素エンジン（水素燃料エンジン）を備えた自動車を指すのが一般的です。

一方、搭載した燃料電池を水素と酸素の化学反応で発電し、モーターを回すことで走る仕組みの自動車もあります。こちらは「燃料電池自動車（FCV）」と呼ばれる種類の自動車です。発電に水素を使用するため、こちらも「水素自動車」と呼ばれることもあります。

現在開発されている水素自動車は、水素とガソリンの両方を使用するバイフューエル型（単一エンジンで2種類の燃料を切り替えて使用できる）の水素自動車がメインとなっています。一方、水素を使う燃料電池自動車はトヨタや日産の市販車が知られています。

水素自動車が走る仕組み

上述のように、水素自動車には水素エンジンが搭載されています。このエンジンは水素と空気を取り入れて燃焼させ、水蒸気を発生させることでピストン運動を起こし、自動車が走るための推進力を作り出します。既存のガソリンエンジンはガソリンと空気をエンジン内で燃焼させるので、基本的仕組みはそれほど大きく変わりません。

一方、燃料電池自動車では電気を発生させてモーターを回して動力を得ます。現在、普及が進みつつある燃料電池自動車の場合、燃料となる水素は基本的に水素ステーションなどの専用スタンドで補給します。

水素自動車のメリット

水素自動車が走行時に排出するのは水蒸気（水）のみです。ガソリン車と比べて最もメリットがあるのはこの点です。二酸化炭素も、その他の成分を含む排気ガスも排出しません。窒素酸化物は燃焼時に発生しますが、これもガソリンエンジンに比べれば少ない量です。

また、本来の水素自動車はガソリンエンジンなどを改良して利用できるため、既存のエンジン技術を応用して導入できるのもメリットです。この点は燃料電池タイプよりもアドバンテージがあります。

さらに、水素自動車はもともと石油精製時に副産物として大量に発生する水素ガスを有効活用する試みとして開発が始められたという経緯があります。現在の石油精製過程では水素ガスが出ないものが主流になっていますが、水素は化石燃料である石油資源と違って天然ガスや水からほぼ無限に作り出すことができるのが強みです。

ただ、水素自動車には課題もあります。ユーザー視点でいえば、水素を補給できる水素ステーションが十分に整備されていません。水素ステーションの建設にはガソリンスタンドの4～5倍のコストがかかるといわれています。また、水素を燃料とするには高密度貯蔵を実現するための十分な強度を持つ高圧タンクが必要で、その要求を完全に満たす水素燃料タンクはまだ研究開発途上にあります。

水素自動車の燃費は良い？ 悪い？

燃費についてはどうでしょう。
水素自動車、「マツダ・RX-8 ハイドロジェンRE」は水素タンク110Lで100kmの走行が可能とされていますが、他に参考となる車も現状ではなかなかなく、確かなデータを得るのは難しいです。
なお、燃料電池自動車における水素ステーションでの水素の価格は、1kg1,000円～1,100円となっており、これはハイブリッド車と同価格帯だと言われることもあります。

水素自動車が今後どのような形で進化し普及していくのかは未知数といえます。しかし今後の整備業界で水素自動車を含む新世代カーの知識が必要になるかもしれません。水素自動車に関する新しい動きに目を配っておきましょう。