エネルギー消費量の増加には、よりクリーンでより効率的な供給源と配電方法が必要です。

膜技術は、無駄なエネルギーを削減し、クリーンな水素製造を促進します。

国際エネルギー機関と米国エネルギー情報局によると、世界のエネルギー消費量は2040年までに28%を上回る増加が予想されています¹。ただし、エネルギー生産方法は地球を保護するために重要であり、無駄なエネルギー生成プロセスは気候変動の一因となる可能性があります。

Nafion™イオン交換膜は、エネルギー生産にクリーンなソリューションを提供し、唯一の副産物は水のみです。Nafion™膜のもうひとつの用途である燃料電池は、水素を電気に変換します。これは、炭素ベースのエネルギー源の一般的な代替手段である再生可能エネルギーによって生成される断続的な電力を補います。しかし、新しいエネルギー発生源に依存することは方程式の一部にすぎません。過剰なエネルギーの貯蔵と分配は、社会が要求するより重い負荷をサポートする必要があります。

Chemours(ケマーズ)は、フロー電池で大規模なエネルギーグリッドをサポートすることにより、より効率的なエネルギー貯蔵と管理を促進するための戦略を模索しています。これらの貯蔵ユニットは、グリッドシステムが需要と供給を効果的に一致させるのに役立つ膜技術を利用しています。現在および将来のスマートシティと電力網も、IoTを使用してエネルギー使用量を監視します。

新しいエネルギー源による気候変動への取り組み

世界は地球に影響を与える温室効果ガス排出の影響を改善する方法として、クリーンエネルギーに注目しています。風力や太陽光、または水素製造を使用して供給される再生可能エネルギーは、環境への害は少ないものの、他のリスクを伴います。太陽光発電と風力発電は一定の供給能力に依存しており、水素製造は依然として非効率的でコストがかかります。

燃料電池のエンジニアと設計者は、その厚さ、導電性、強度および化学的耐久性から、とりわけNafion™膜を採用しています。Nafion™イオン交換膜、分散液、および樹脂は、燃料電池、水素製造、およびエネルギー貯蔵という、これらの課題に対処する3つの革新的なクリーンエネルギー産業分野で重要な役割を果たします。

燃料電池

燃料(または電気化学)電池は、電気化学反応を利用して、燃料(通常は水素)からの化学エネルギーを電気に変換します。エンジニアと設計者は、厚さ、導電性、強度、および化学的耐久性から、Nafion™膜を採用しています。

水素製造

クリーンエネルギーに対する需要の高まりにより、水素製造に注目が集まっています。イノベーターは、水素から発生させた熱を利用し、自動車に電気を供給し、エネルギーの貯蔵と輸送を行う社会を想定しています。これらの水素燃料電池は有望でクリーンなエネルギーの利用方法を提供しますが、現在の製造方法は、気候変動の一因となる温室効果ガス排出を生成する化石燃料に依存しています。

水電解によって生成された水素は、持続可能な代替手段を提供します。電気化学電池でNafion™イオン交換膜を使用すると、二酸化炭素を排出せずに大量の水素を生成できる環境的に安全な方法が提供されます。燃料電池向けNafion™膜は以下のことに役立ちます:

  • 生産の中断の削減
  • 一貫した高い出力の維持
  • 水素製造に関する環境持続性のあるソリューションの促進

エネルギー貯蔵

人口、エネルギー消費率、および利用可能な再生可能エネルギーが増加するにつれて、信頼性の高いエネルギー貯蔵の必要性も高まります。電力会社は、ピーク需要時に配電するためにフロー電池にエネルギーを蓄えます。これにより、既存のグリッドのエネルギーフローが安定し、再生可能エネルギーの変動する性質のバランスが取れるようになります。

Nafion™膜を使用するフロー電池は安全で経済的、かつ持続可能な貯蔵ソリューションを提供します。Nafion™膜の耐久性と厚さは、大規模なエネルギー貯蔵で使用されるフロー電池の性能を向上させることができます。電気化学電池は燃料電池や充電式電池のように機能するため、Nafion™膜により、電池はエネルギー生成の連続サイクルの下で重要な特性を保持できます。

石油およびガス事業のサポート

世界のほとんどのエネルギーは化石燃料に依存しています。十分に採掘された地域で大量の石油とガスの埋蔵量を見つけることが難しくなっている現在、遠隔地かつ過酷な場所である深海や北極圏で新たな探鉱が続けられています。極端な環境では、機器のリースと乗組員の宿泊施設の提供が費用を押し上げます。機器は、高温高圧で確実に動作する必要があると同時に過酷な化学物質の影響に耐える必要もあります。機器が故障し、計画外のダウンタイムが発生すると、コストはすぐに増加します。計画外のダウンタイムがわずか4日間であっても、石油ガス会社に約500万米ドルの費用がかかる可能性があります。 2,3

Chemours(ケマーズ)は生産者がダウンタイムを削減し、機器の使用を最適化する支援をします。当社のViton™(バイトン™)フルオロエラストマーKrytox™(クライトックス™)オイルおよびグリースならびにTeflon™(テフロン™)ふっ素樹脂は、機器の稼働を維持し、高温、高圧および腐食性流体から機器を保護するのに役立ちます。

クリーンエネルギー:未来へと流れる

エネルギーの生産、貯蔵、流通のイノベーションは、他の産業の進歩に影響を与える可能性があります。これらの燃料源がすぐに利用可能で手頃な価格になると、メーカーはより多くの電気自動車と水素自動車を生産するでしょう。またスマートシティの多くが、効率的な使用を自動化するためにグリッドとメーターに依存することになるでしょう。化学の力は、エネルギー業界内のこれらおよび他の多くの用途を強化しながら、環境フットプリントの削減に取り組みます。

¹出典:https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=32912

²出典:https://connectedworld.com/make-data-the-new-oil-iiot-enabled-predictive-maintenance-for-the-oil-and-gas-industry/

³出典:https://www.bhge.com/sites/default/files/2017-12/impact-of-digital-on-unplanned-downtime-study.pdf