エネルギー貯めるいろんな方法を比較 -その４

2022/03/04 2022/12/11

lenemas

「エネルギーを貯めるいろんな方法を比較」シリーズの記事第4弾です（過去の記事はこちらから→その１、その２、その３）。水素を軸に考え、「いかにその体積重量密度を小さくするか」を考えてきました。

今回も、エネルギー密度の具体値を比較してみます。

ガソリンのエネルギー密度はどのくらい？

エネルギー密度が高く、使いやすい…そうしたものとして、ガソリンがあります。ガソリンの値を例にして、各種エネルギーキャリアのエネルギー密度を見てみましょう。

ガソリンはのエネルギー密度は、6.0 [kcal g^-1] でした（エネルギーを運ぶ：エネルギーキャリアとして水素？参照）^[1]。体積ベースに直せば、33.36 [MJ L^-1]です^[1]。自動車の50 [L]タンクにガソリンを満タンにする場合、総エネルギー量は1.7 [GJ]（= 33.36 [MJ L^-1] * 50 [L]）です。密度として0.74 [g mL^-1]を採用すれば^[1]、これは約37 [kg]（= 50 [L] * 0.74 [g mL^-1]）の重量を持つことになります。

まとめると、ガソリン 50 [L]（=37 [kg]）は1.7 [GJ]のエネルギーを有します。

ガソリンと、各種エネルギーキャリアの比較

これを他のエネルギーキャリと図で比較します。体積に着目し、次のような図が描けます（文献^[2]を参考に作成）。

comparison-of-energy-densities-of-carriers

等量のエネルギーを獲得するためには、液化アンモニアは96 [L]、有機ハイドライド（＝メチルシクロヘキサン）は210 [L]、圧縮水素では190 [L]が必要であり、これは気体水素だと140,000 [L]にも相当することが分かります。ここで取り上げた中では、液化アンモニアが最も体積密度は大きいですね。

同じ図に、リチウムイオン電池を入れています。体積は770 [L]と大きいですが、それよりも目を引くのは、重量1,900 [kg]です。自動車に搭載する場合を考えると、ガソリンでは37 [kg]で済むものが、リチウムイオン電池を搭載する場合には約2トンの重量がかかってきます。ちなみに、乗用車の車重は約1トンです。電池のエネルギー密度の小ささは、電気自動車をどう使うか？という点において重要な要素となってきます。