エネルギーと環境 82

彦根藩二代当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救ったと
伝えられる招と、井伊軍団のシンボルとも言える赤備え（戦国時代の井伊
軍団編成の一種、あらゆる武具を朱りにした部隊編成のこと）と兜（かぶ
と）を合体させて生まれたキャラクタ－

【季語と短歌：12月18日】

　　　　

　　　　　　　　　鋭声張る吾は哀しき冬の鵙　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　高山　宇　（赤鬼）

✳️ 水のペットボトル1本に24万個のプラスチック片が含まれていた…
      ナノプラスチックへの暴露を低減する3つの方法（2024年1月24日に
　　公開 BUSINESS INSIDER）

ペットボトルに入った水1リットルには平均で24万のプラスチックが含ま
れ、そのうちの一部は微小なため、血液や細胞、心臓や脳などの臓器にも
入りこむ可能性があることが最新の研究でわかった。｢この研究で使われた
精緻化されたツールは、目に見えないナノプラスチックの世界を明らかに
するため、新しい扉を開けるものだ｣と、この研究の共著者でコロンビア
大学ラモント・ドハティ地球観測所の環境科学者、ベイザン・ヤン
（Beizhan Yan）はBusiness Insiderにメールで語る。

人々はマイクロプラスチックとナノプラスチックに目を向け、プラスチッ
クの使用を減らす対策をとるべきだと彼は言う。彼が勧めるプラスチック
粒子との接点を減らす3つの方法は次のとおりだ。

• 使い捨てプラスチックで包装された食品や飲み物を避ける。飲み物
  はガラス容器から飲む。
• プラスチック容器に入ったものは温めない。プラスチックを加熱す
  ると、大量の粒子が放出される可能性がある。
• マイクロプラスチックやナノプラスチックは空気中やホコリの中に
  存在する可能性があるため、自宅をよく換気する。
  

ただし、脱水のリスクがナノプラスチックによる影響を上回る可能性があ
るので、必要なときにはペットボトルの水でも飲むほうがよいという。

✳️　水電解水素発生装置：高純度水素を供給、燃料電池や水素の研究用途に
発生した水素を分析装置や集中加熱機及び非常用などの小型燃料電池に直
接利用したり、キャニスターに水素を貯蔵することが可能。

• FID等の検出器 
• ICP発光分光・質量分析用衝突ガス 
• 水素ガスシリンダーの代替 
• 水素吸蔵合金キャニスターへの充填
  

接利用したり、キャニスターに水素を貯蔵することが可能。
【用途例】




【高純度水素ガスの発生方法】

• PEM型(固体高分子膜型) 水電解セル採用
• 気液分離器とドライヤーによる低露点の達成
  
  

• 水素ガス発生方法の基本原理は、水の電気分解。
• 水に電気を加えることで水素と酸素が発生。
• 水電解セルから発生した湿った水素は、気液分離器、ドライヤーを
  通ることで水分が除去された高純度の水素となる。

ENEOS 稲沢石橋水素ステーション（愛知県稲沢市）
🪄関連特許技術では該当する案件で同社で該当するものはなかったので参
　 考事例を掲載する。
1.特開2018-051543 乾燥水電解ガスの製造方法及びその装置　国立研究開
　発法人産業技術総合研究所　
2.特開2015-25362　発電システム　日立造船株式会社
3.特開2007-268474　水素を利用する有機物含有廃水の処理方法　大阪瓦
　斯株式会社
ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー

 

✳️　ペロブスカイト太陽電池の政府戦略　
１２月3日、経済産業省は、2040年20GW導入・発電コスト10円を目標に
次世代太陽電池として大きな注目が集まっているペロブスカイト太陽電池。
国としての普及施策を検討してきた官民協議会は、このほど将来の導入量
や発電コストの目標などをまとめた。




🎈https://www.meti.go.jp/shingikai/energy_environment/perovskite_solar
　_cell/pdf/20241128_1.pdf

2024年12月03日 07時00分 公開便利な「ワイヤレス充電スタンド」がブー
ム目前、時計やサブディスプレーにもAlNパワー半導体開発加速に弾み　



✳️　電流輸送機構を解明基材不要で高い光沢効果のパール顔料老化を可視
　　化できるラマン顕微鏡法
12月12日、東北大学と大阪大学は，従来の雲母（マイカ）の基材をベース
としたパール顔料の代替品として，エネルギー消費が少なく，120℃以下
の環境にやさしい水熱プロセスを用いて，基材フリー（不要）型新規着色
パール顔料の開発に成功。

パール顔料のうち，板状粒子を使用した基材フリー型パール顔料は，製造
が比較的簡単かつ低コストで注目を集めている。一方で，物質としての選
択肢は限られており十分な光沢効果を発揮しにくいという課題があった。
バナジウムオキシリン酸塩の VOP （VOPO₄・2H₂O）および HVP （H_0.6
(VO)₃(PO₄)₃(H₂O)₃・4H₂O）は，層状構造を有する材料であり，光沢のあ
る基材フリー型の着色パール顔料として利用される可能性を秘めている。
特に，パール効果を高めるには，10µm以上の粒子サイズと，アスペクト
比（粒子の幅と厚さの比）が50:1以上であることが望ましいとされている。

研究では，大粒子かつ薄板状のバナジウムオキシリン酸塩を，エネルギー
消費が少なく，環境にやさしい簡便な水熱合成法を用いて合成した。この
プロセスでは，溶液中における溶解―再析出プロセスを促進するために，
様々な酸化還元性を持つ添加剤を加えた。これにより，初めて220µmを超
える大きな単結晶粒子の合成に成功した。また，粒子のサイズを制御する
ことも可能であることが明らかになった。
100°C以下で合成されたHVP板状粒子は，長さ約40µm，幅約34µmの滑ら
かな表面を持っている。その厚さは約120nmであり，計算されたアスペク
ト比は約308となった。また，電子顕微鏡観察により，これらの粒子が単
結晶であることが確認された。

一方，120°Cの水熱合成条件で得られたHVP粒子は，表面が滑らかで，粒
子サイズはさらに大きく，約147µm×144µmに達した。また，HVPは多層
構造から成り，最小単層厚さは約75nm，アスペクト比は約1960に達する
ことが分かった。この方法により，120°C以下という低温環境で，基材を
使用せずとも高い光沢特性を発現するパール顔料を合成することに成功し
た。合成した顔料は黄色や緑色などの鮮やかな着色効果を持ち，新規のパ
ール顔料として期待されるという。
研究グループは，この手法では合成される板状粒子のサイズが制御可能で
あり，有機溶剤中に安定に存在するため，化粧品，自動車塗料，プラスチ
ック製品，加飾製品など，幅広い分野での活用が期待されるとしている。

 ✳️　便利な「ワイヤレス充電スタンド」がブーム目前、
　　　 時計やサブディスプレーにも

「充電」という毎日のルーティンをスマートに !!

✨SCREENホールディングス（HD）が好調だ。2022年3月期、2023年3
月期と2期連続で売上高及び純利益の過去最高を更新しており、2024年3月
期も更新を見込む。好業績の原動力は、高い世界市場シェアを誇る前工程
向け洗浄装置などの半導体製造装置だ。さらに、新たな事業の柱を育てる
べく水素製造装置などの新規分野にも力を注ぐ。（日経クロスrテックより）


✳️　オールソーラシステム　（2017.12.11　ブログ掲載より　）

1.特許第7216232号　2023.1.23　水素充填設備、水素提供システム及び水
素提供方法　三菱化工機株式会社　那須電機鉄工株式会社
🪄検索条件：安全・コンパクト
【要約】図1のごとく、水素１２を吸蔵・放出可能な水素吸蔵合金を内蔵し、外気
との熱交換により水素吸蔵合金の水素反応熱を除熱するボンベ２２と、ボ
ンベ２２を縦置き状態で複数格納する筐体２３と、筐体２３内に配置され、
水素１２が放出された空の使用済ボンベ２２Ｂを縦置き状態で着脱自在に
配列するボンベ支持部２４と、筐体２３の長手方向の背面側に設けられ、
ボンベ２２の配列方向と直交する方向からボンベを空冷する空冷装置であ
るファン２５と、を備え、水素製造装置で製造された水素１２を水素充填
ラインＬ₁により、空の使用済ボンベ２２Ｂに充填してなる。

図1.第１の実施形態の水素充填設備の斜視図
【符号の説明】
１０  水素提供システム　１１  水素製造装置　 １２  水素　1３  搬送手段
１４  燃料電池  ２０  水素充填設備  ２２  水素吸蔵合金ボンベ  ２２Ａ  使
用済ボンベ  ２２Ｂ  水素充填済ボンベ  ２３  筐体  ２３Ａ  ボンベ収納部
２３Ｂ  水素供給ヘッダ部  ２４  ボンベ支持部  ２５  ファン  ２６  全面開
口部  ２９  平滑パネル  ３１  水  ３２  気化式冷却装置  ３３  ミスト  ５０  
収納コンテナ  ５１  保管コンテナ  ６５  水素供給用設備
【発明の効果】
本発明によれば、再生エネルギー由来の水素をコンプレッサーによる昇圧
なしに、水素吸蔵合金ボンベに直接充填することができ、水素充填した水
素充填済ボンベのデリバリー供給が可能となる。これにより、従来用いて
いたコンプレッサーなどの設備の削減を図ることができる。また、水素吸
蔵合金ボンベを、従来の高圧ガスボンベと同等重量、同等水素貯蔵量にす
ることで、既存の流通方式を用いた水素デリバリーが構築できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】合金温度３０℃以上において、１ＭＰａＧ未満の圧力で水素
を吸蔵可能な水素吸蔵合金を内蔵し、外気との熱交換により水素吸蔵時の
水素反応熱を除熱することで、雰囲気温度３０℃以下で、かつ製造水素圧
力が１ＭＰａＧ未満の条件で水素吸蔵が可能なボンベと、前記ボンベを縦
置き状態で複数格納すると共に、格納する前記ボンベを内部から取り出す
全面開口部を有する筐体と、前記筐体内に配置され、前記水素が放出され
た空のボンベを縦置き状態で着脱自在に配列するボンベ支持部と、前記筐
体の長手方向の背面側に設けられ、前記ボンベの配列方向と直交する方向
から、外部からの空気で縦置き状態の前記ボンベ側面を空冷する空冷装置
と、を備える、ことを特徴とする水素充填設備。
【請求項２】水素を吸蔵・放出可能な水素吸蔵合金を内蔵し、外気との熱
交換により水素吸蔵時の水素反応熱を除熱するボンベと、前記ボンベを縦
置き状態で複数格納する筐体と、前記筐体内に配置され、前記水素が放出
された空のボンベを縦置き状態で着脱自在に配列するボンベ支持部と、前
記筐体の長手方向の背面側に設けられ、前記ボンベ配列方向と直交する方
向から前記ボンベを空冷する空冷装置と、を備え、水素製造装置で製造さ
れた前記水素を水素充填ラインにより、前記空のボンベに充填してなると
共に、収納コンテナ内に収納されてなることを特徴とする水素充填設備。
【請求項３】請求項１又は２において、前記ボンベ支持部に配置するボン
ベ同士の設置間隔は、前記ボンベの直径の１／３以上、直径以下である水
素充填設備。
【請求項４】請求項１乃至請求項３のいずれか一つにおいて、前記筐体の
天井側において、前記充填中のボンベを気化熱により冷却する装置を備え
る水素充填設備。
【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれか一つにおいて、水素製造装
置により、１ＭＰａＧ未満の圧力で製造された前記水素を水素充填ライン
により、前記空の前記ボンベに充填してなる水素充填設備。
【請求項６】請求項１において、収納コンテナ内に収納されてなることを
特徴とする水素充填設備。
【請求項７】請求項６において、水素充填済のボンベを密状態で格納する
保管コンテナを備えてなり、前記保管コンテナは、前記収納コンテナの階下
に設置又は、前記収納コンテナに隣接して設置してなる水素充填設備。
【請求項８】水素を製造する水素製造装置と、請求項１乃至請求項７のい
ずれか一つの水素充填設備と、前記水素充填設備で水素が充填された水素
充填済ボンベを搬送する搬送手段と、搬送された水素充填済ボンベからの
前記水素を利用する水素利用設備と、を備えた水素提供システム。
【請求項９】請求項８の水素提供システムにおいて、前記水素利用設備に
付帯して設けられ、前記水素を前記水素利用設備に供給する水素供給設備
を備え、前記水素利用設備側の排熱を前記水素供給設備に供給し、前記充
填済ボンベからの水素放出時の水素吸蔵合金の反応熱の除熱として利用す
る水素提供システム。
【請求項１０】水素を製造する水素製造工程と、請求項１乃至請求項７の
いずれか一つの水素充填設備を用いて水素を充填する水素充填工程と、前
記水素充填工程で水素充填された水素充填済ボンベを搬送する搬送工程と、
搬送された水素充填済ボンベからの前記水素を利用する水素利用工程と、
を有する水素提供方法。

【詳細説明】
【００１９】また、図２に示すように、水素供給ヘッダ部２３Ｂは、天板
２３Ｂ－１と側板２３Ｂ－２、２３Ｂ－３とで内部を閉塞している。なお、
筐体２３はフレーム枠から構成されてもよく、材質は特に限定されるもの
ではない。

【００２０】図１に示すように、水素供給ヘッダ部２３Ｂ内には、使用済
ボンベ２２Ａと接続される、自動切換弁Ｖ₁と流量計Ｆと圧力計Ｐとが備え
られた水素充填ラインＬ₁と、安全弁Ｖ₂を備えた安全弁ラインＬ₂とが設け
られている。また使用済ボンベ２２Ａの表面の温度を計測する温度計（Ｔ
₁～Ｔ₄）が設置されている。また、制御コントローラ（図示せず）は、自
動切換弁Ｖ₁と流量計Ｆと圧力計Ｐと温度計（Ｔ₁～Ｔ₄）のセンサの計測信
号を入力し、自動切換弁（Ｖ_１、Ｖ₃）や後述するボンベ空冷用ファン２５
などを制御している。なお、当該制御コントローラにより満充填と判断し
たら、その際、自動切換弁Ｖ₁で水素充填経路を遮断する機能を備えている。

2.特開2024-33545　電力変換システムおよびその制御方法　株式会社日立
　製作所　🪄検索条件：安全・コンパクト
【要約】図1のごとく、電力変換システムは、負荷状態量と運転指令とに
基づき算出される負荷供給直流電流指令値に基づき負荷供給直流電圧を調
整する負荷供給電圧調整部と、直流電流の平滑化と交流電源に流出する高
調波電流の抑制を兼ねるリアクトルを備えた自励式電力変換器と、自励式
電力変換器の備える直流コンデンサ電圧を所定の値に維持するための交流
電流指令値と交流系統側に出力する交流電力の力率が所定の力率と一致す
るよう無効電力を制御するための電流指令値に基づきリアクトルを流れる
電流を制御する電流制御部を備え、直流出力回路が並列接続された複数の
自励式電力変換器により構成され、負荷に１０００Ａを超える大きな直流
電流を負荷に供給する電力変換システムにおいて、主回路に追加要素を加
えずに自励式電力変換器間の横流を抑制することができ、コンパクトかつ
構成要素の高い利用率を実現する電力変換システム及びその制御方法を提
供する。

図1.　実施例１に係る電力変換システムの全体構成を説明するための図
【符号の説明】
１・電力変換システム、１０，１１・自励式電力変換器、２０・圧器、
３０・水電解槽ユニット、１００・統合制御装置、ＣＯＭ・運転指令、
１００１・直流電流指令値算出器、Ｔｅｍｐ　Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｅｒ
・水電解槽温度情報
【詳細説明】
【０１１０】［実施例２］
  本発明の実施例２について、図１９及び２０を用いて説明する。本発明
の実施例２と実施例１との差は、図１９に示すように、水電解槽ユニット
３０＿ａが温度情報Ｔｅｍｐ＿Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｅｒに加えて水電解
槽ユニットを構築するＮ個の水電解槽スタック３０＿１～３０＿Ｎの極間
電圧検出値の検出値であるスタック電圧検出値Ｖｃ＿１～Ｖｃ＿Ｎを電力
変換システム１＿ａへ出力し、電力変換システム１＿ａは負荷電流Ｉ＿ｌ
ｏａｄと該スタック電圧検出値より上記水電解槽スタックの健全性を評価
し、異常を認めた場合には水電解槽ユニット３０＿ａへの負荷電流供給
を停止する機能を備える点にある。負荷装置が複数の要素の直列体で構成
される場合、電源側からは当該要素の異常は検出が困難である。水電解槽
スタックは低電圧・大電流特性を有し、大容量化のために該スタックを直
列に接続するシステムにおいては、直列数が多くなり、さらに該スタック
の異常検出が困難となる。実施例２で示す電力変換システム１＿ａは、該
スタックの標準的Ｖ－Ｉ特性から逸脱するスタックが存在する場合、当該
スタックにおいて内部短絡などの異常が生じていることを検知し、速やか
に負荷電流の供給を停止する。これにより、システム全体の安全性向上
を図ることができる。実施例２において同一構成要素については同じ記号
で示し、重複する説明を省く。
【０１１６】以上のような異常検出機能を備えることにより、水電解槽ス
タックの中に内部短絡が発生した場合には速やかに電力変換システム１＿
ａの運転を停止することで負荷電流の供給を停止し、内部短絡を起こして
いる異常スタックに電流供給によるさらなる内部温度上昇を回避すること
ができ、システムの安全性を向上することができる。
【０１１７】なお、本実施例では水電解槽スタック状態判定器１００９で
異常を検出した場合には速やかに電力変換システム１＿ａを停止する構成
を説明したが、異常を検出した際には自励式電力変換器１０、１１の出力
する電流指令値をゼロに向かってランプ状に変化させ、その後ゲート信号
をＯＦＦにする構成としても良い。このとき、異常な水電解槽スタックに
長時間電流を供給することを回避するため、電流指令値をランプ状に変化
させる速度は電力変換システム１＿ａを起動するときの電流指令値の上昇
速度より早く設定することが望ましい。
【０１１８】本実施例の電力変換システム１＿ａによれば、実施例１同様
に追加の主回路要素を必要とせずに自励式電力変換器１０と１１の意図せ
ぬ直流回路を介した横流を抑制することが可能となる。また、水電解槽ス
タックの中に内部短絡が発生した場合には速やかに電力変換システム１＿
ａの運転を停止することで負荷電流の供給を停止し、システムの安全性を
向上することができる。

3.特許第7573732号　水素ステーション及び水素生成方法　千代田化工建
　設株式会社　
4.特開2022-13565　水素エネルギー供給システム　東芝エネルギーシステ
　ムズ株式会社
5.特開2020-173972　水素利用電力供給システム及び水素利用電力供給方法
　国立研究開発法人産業技術総合研究所　清水建設株式会社
6.特表2024-529010　水素製造装置　ネクストケム  テック  エス．ピー．エー．

●今日の言葉：さあ！新年に突入するぞ？！✌️