Panasonic: 循環水素をリアルで測定！
Mesure réelle de l’hydrogène en circulation !
Echte Messung von zirkulierendem Wasserstoff!
Real measurement of circulating hydrogen!
松下：循環氫的真實測量！
ー燃料電池動作状態で、循環水素を見える化ー
パナソニック：
ー世界的なカーボンニュートラルへの取り組みー
水素燃料電池への期待が高まっている。
「その開発を促進する高い能力を備えた超音波式水素流量濃度計」を、パナソニックが発表した。
超音波式水素流量濃度計：
燃料電池は、水素と酸素を化学反応させて、電気と熱を発生させる。
CO2を排出しないエネルギーとして、燃料電池車などさまざまな用途に使われている。
カーボンニュートラルの実現：
ー純水素型燃料電池を製造するパナソニックー
カーボンニュートラル実現に向け、水素活用を重要な事業として位置付けている。
燃料電池開発での重要事項：
その燃料電池開発において現在、重要視されていることがある。
水素と酸素の化学反応：
水素と酸素を化学反応させる際、「水素は一度ですべての量が反応するわけではない」のだ。
- 「燃料電池内で活用されなかった水素が循環すること」で、再び反応させて無駄を減らす仕組み。
- 「水素濃度が下がっているのに循環させたまま」では、効率が悪くなる。
水素利用効率の最適化：
つまり、「追加で水素を入れる最適なタイミングを知ること」こそが、一番重要なのだ。
水素利用効率・最適化での課題：
これまでは、「循環する水素の状態をリアルタイムで測定すること」が困難であった。
それが、効率的燃料電池開発のネックの１つになっていた。
パナソニックの計測技術：
ー気体の流量や濃度を測るにはさまざま方法ー
パナソニックには、30年にわたる超音波を用いた計測技術の開発実績がある。
ただ問題点は、「燃料電池は、化学反応によって水が生成される」のだ。
高湿度下での水素計測：
課題は、「循環する水素が高湿度下に置かれること」だった。
高湿度環境下では、「超音波を使って、水素計測を正確に行うのは困難だ」というのが定説だった。
循環水素を見える化：
ー燃料電池動作状態で循環水素を見える化ー
こうした問題を克服したのが、同社の超音波式水素流量濃度計である。
超音波式水素流量濃度計の特長：
1点目は：
高湿度下での水素の流量と濃度の同時計測が可能なこと。
これによって、燃料電池を動作させた状態での循環水素の見える化を実現した。
2点目は：
流量と濃度に加え、センサーによる温度、圧力、湿度常時モニタリング機能を搭載した。
これまでは、流量計とは別に用意しなければならなかった。
しかし今回、濃度計や温度計などが不要となった。
3点目は：
低流量域から高流量域に至るまで、さらには－30℃から85℃まで、
幅広い条件下で高精度計測が可能になった。
これまでは、流量域に合わせて複数の計測機器が必要であった。
超音波式水素流量濃度計の活用：
超音波式水素流量濃度計の活用目的は、燃料電池システム開発に貢献することだ。
「燃料電池システム開発PCと接続、評価システムに組み込み、水素量を可視化する」のだ。
60社から導入要請：
ー2020年にプレスリリースを発表ー
燃料電池メーカーなど、国内外の企業60社以上から問い合わせがあった。
また燃料電池以外で使いたいというさまざまなニーズも寄せられた。
「ボイラーやタービンなどの水素燃焼や、水素製造装置での水素計測の活用」が想定されている。
燃料電池の世界市場：
今後、燃料電池システムの世界市場は、
2030年に5兆円を超え、2035年には12兆円を超える見込みだ。
燃料電池の開発・評価：
それに伴い、燃料電池の開発・評価市場も拡大することが予想される。
水素流量濃度計事業でも2030年に20億円の売上を目指す。
燃料電池だけでなく、水素燃焼機器や水素製造装置などのメーカーを巻き込んで行く。
ニューズウィーク日本版 オフィシャルサイト
https://www.newsweekjapan.jp/stories/world/2023/03/post-100990.php
パナソニック、トクヤマと純水素型燃料電池の実証開始 | NEXT MOBILITY
「超音波式水素流量濃度計」を発売 | Panasonic Newsroom Japan :
https://news.panasonic.com/jp/press/jn230210-2
Panasonic : Mesure réelle de l’hydrogène en circulation !
-Visualisation de l’hydrogène circulant en fonctionnement pile à combustible-
Panasonic :
– Efforts mondiaux pour devenir neutre en carbone –
Les attentes concernant les piles à combustible à hydrogène augmentent.
Panasonic a annoncé un « compteur de concentration de débit d’hydrogène à ultrasons à haute capacité pour accélérer son développement ».
Compteur de concentration de débit d’hydrogène à ultrasons :
Une pile à combustible fait réagir chimiquement l’hydrogène et l’oxygène pour produire de l’électricité et de la chaleur.
En tant qu’énergie qui n’émet pas de CO2, elle est utilisée dans diverses applications telles que les véhicules à pile à combustible.
Atteindre la neutralité carbone :
-Panasonic fabrique des piles à combustible à hydrogène pur-
Vers la réalisation de la neutralité carbone, la société positionne l’utilisation de l’hydrogène comme une activité importante.
Points clés pour le développement de la pile à combustible :
Dans le développement de la pile à combustible, il y a une chose qui est actuellement considérée comme importante.
Réaction chimique de l’hydrogène et de l’oxygène :
Lorsque l’hydrogène et l’oxygène réagissent chimiquement, “la quantité d’hydrogène ne réagit pas d’un seul coup”.
En faisant circuler l’hydrogène qui n’a pas été utilisé dans la pile à combustible, il réagit pour réduire les déchets.
L’efficacité sera mauvaise si la circulation continue même si la concentration en hydrogène est faible.
Optimisation de l’efficacité d’utilisation de l’hydrogène :
En d’autres termes, “connaître le moment optimal pour ajouter de l’hydrogène supplémentaire” est la chose la plus importante.
Problèmes d’efficacité et d’optimisation de l’utilisation de l’hydrogène :
Jusqu’à présent, il était difficile de “mesurer l’état de l’hydrogène en circulation en temps réel”.
Cela a été l’un des goulots d’étranglement dans le développement de piles à combustible efficaces.
Technologie de mesure Panasonic :
-Diverses façons de mesurer le débit et la concentration de gaz-
Panasonic a 30 ans d’expérience dans le développement de technologies de mesure utilisant des ondes ultrasonores.
Le seul problème est que les piles à combustible produisent de l’eau par une réaction chimique.
Mesure d’hydrogène sous forte humidité :
Le défi était que l’hydrogène circulant serait placé sous une humidité élevée.
La théorie établie était qu’il était difficile de mesurer avec précision l’hydrogène à l’aide d’ondes ultrasonores dans un environnement très humide.
Visualisation de l’hydrogène en circulation :
-Visualisation de l’hydrogène en circulation pendant le fonctionnement de la pile à combustible-
Le compteur de concentration de débit d’hydrogène à ultrasons de la société surmonte ces problèmes.
Caractéristiques du compteur de concentration de débit d’hydrogène à ultrasons :
Le premier point est :
Mesure simultanée du débit et de la concentration d’hydrogène sous forte humidité.
Ainsi, l’hydrogène en circulation peut être visualisé pendant le fonctionnement de la pile à combustible.
Le deuxième point est :
En plus du débit et de la concentration, il est équipé d’une fonction de surveillance constante de la température, de la pression et de l’humidité à l’aide de capteurs.
Jusqu’à présent, il devait être préparé séparément du débitmètre.
Cependant, cette fois, les densitomètres et les thermomètres ne sont plus nécessaires.
Le troisième point est :
Du petit débit au grand débit, et de -30°C à 85°C,
Une mesure de haute précision est désormais possible dans une large gamme de conditions.
Jusqu’à présent, plusieurs instruments de mesure étaient nécessaires en fonction de la plage de débit.
Utilisation du compteur de concentration de débit d’hydrogène à ultrasons :
Le but de l’utilisation du compteur de concentration de débit d’hydrogène à ultrasons est de contribuer au développement des systèmes de piles à combustible.
“Connectez-vous au PC de développement du système de pile à combustible, intégrez-le dans le système d’évaluation et visualisez la quantité d’hydrogène.”
Demandé par 60 entreprises :
-Communiqué de presse annoncé en 2020-
Des demandes de renseignements ont été reçues de plus de 60 entreprises au Japon et à l’étranger, y compris des fabricants de piles à combustible.
Nous avons également reçu divers besoins pour des applications autres que les piles à combustible.
“L’utilisation de la mesure de l’hydrogène dans les équipements de combustion d’hydrogène tels que les chaudières et les turbines et les équipements de production d’hydrogène” est supposée.
Marché mondial des piles à combustible :
À l’avenir, le marché mondial des systèmes de piles à combustible
Il devrait dépasser 5 000 milliards de yens en 2030 et 12 000 milliards de yens en 2035.
Développement et évaluation des piles à combustible :
Parallèlement, le marché du développement et de l’évaluation des piles à combustible devrait se développer.
L’activité débitmètre/concentrateur d’hydrogène vise également un chiffre d’affaires de 2 milliards de yens en 2030.
En plus des piles à combustible, nous impliquerons des fabricants d’équipements de combustion d’hydrogène et d’équipements de production d’hydrogène.
Site officiel de Newsweek Japon
Panasonic et Tokuyama lancent une démonstration de piles à combustible à hydrogène pur | NEXT MOBILITY
Lancement du « Compteur de concentration de débit d’hydrogène à ultrasons » | Panasonic Newsroom Japon :
Panasonic: Echte Messung von zirkulierendem Wasserstoff!
-Visualisierung von zirkulierendem Wasserstoff im Brennstoffzellenbetrieb-
Panasonic:
– Globale Bemühungen, CO2-neutral zu werden –
Die Erwartungen an Wasserstoff-Brennstoffzellen steigen.
Panasonic hat ein „Ultraschall-Wasserstoff-Durchflusskonzentrationsmessgerät mit hoher Kapazität zur Beschleunigung seiner Entwicklung“ angekündigt.
Ultraschall-Wasserstoff-Durchflusskonzentrationsmesser:
Eine Brennstoffzelle reagiert chemisch mit Wasserstoff und Sauerstoff, um Strom und Wärme zu erzeugen.
Als Energie, die kein CO2 ausstößt, wird sie in verschiedenen Anwendungen wie Brennstoffzellenfahrzeugen genutzt.
Klimaneutralität erreichen:
-Panasonic stellt reine Wasserstoff-Brennstoffzellen her-
Zur Verwirklichung der CO2-Neutralität positioniert das Unternehmen die Nutzung von Wasserstoff als wichtiges Geschäftsfeld.
Eckpunkte für die Brennstoffzellenentwicklung:
Bei der Entwicklung der Brennstoffzelle wird derzeit vor allem eines als wichtig erachtet.
Chemische Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff:
Wenn Wasserstoff und Sauerstoff chemisch umgesetzt werden, „reagiert die Wasserstoffmenge nicht auf einmal“.
Indem der nicht verwendete Wasserstoff in der Brennstoffzelle zirkuliert, wird er erneut umgesetzt, um Abfall zu reduzieren.
Der Wirkungsgrad wird schlecht, wenn die Zirkulation fortgesetzt wird, obwohl die Wasserstoffkonzentration niedrig ist.
Optimierung der Wasserstoffnutzungseffizienz:
Mit anderen Worten, „den optimalen Zeitpunkt zu kennen, um zusätzlichen Wasserstoff hinzuzufügen“, ist das Wichtigste.
Probleme bei der Effizienz und Optimierung der Wasserstoffnutzung:
Bisher sei es schwierig gewesen, „den Zustand des zirkulierenden Wasserstoffs in Echtzeit zu messen“.
Dies war einer der Engpässe bei der Entwicklung effizienter Brennstoffzellen.
Panasonic-Messtechnik:
-Verschiedene Möglichkeiten zur Messung von Gasdurchfluss und -konzentration-
Panasonic verfügt über 30 Jahre Erfahrung in der Entwicklung von Messtechnik mit Ultraschallwellen.
Das einzige Problem ist, dass Brennstoffzellen durch eine chemische Reaktion Wasser produzieren.
Wasserstoffmessung bei hoher Luftfeuchtigkeit:
Die Herausforderung bestand darin, dass der zirkulierende Wasserstoff einer hohen Luftfeuchtigkeit ausgesetzt werden würde.
Die etablierte Theorie war, dass es schwierig war, Wasserstoff mit Ultraschallwellen in einer Umgebung mit hoher Luftfeuchtigkeit genau zu messen.
Visualisierung von zirkulierendem Wasserstoff:
-Visualisierung des zirkulierenden Wasserstoffs während des Brennstoffzellenbetriebs-
Das Ultraschall-Wasserstoff-Durchflusskonzentrationsmessgerät des Unternehmens überwindet diese Probleme.
Merkmale des Ultraschall-Wasserstoff-Durchflusskonzentrationsmessers:
Der erste Punkt ist:
Gleichzeitige Messung von Wasserstoffdurchfluss und -konzentration bei hoher Luftfeuchtigkeit.
Dadurch kann der zirkulierende Wasserstoff während des Betriebs der Brennstoffzelle visualisiert werden.
Der zweite Punkt ist:
Neben Durchfluss und Konzentration verfügt es über eine permanente Überwachungsfunktion für Temperatur, Druck und Feuchtigkeit mittels Sensoren.
Bisher musste es getrennt vom Durchflussmesser hergestellt werden.
Diesmal sind Densitometer und Thermometer jedoch nicht mehr notwendig.
Der dritte Punkt ist:
Von niedriger Durchflussrate bis zu hohem Durchflussbereich und von -30 °C bis 85 °C,
Heute ist eine hochpräzise Messung unter den unterschiedlichsten Bedingungen möglich.
Bisher waren je nach Durchflussbereich mehrere Messgeräte erforderlich.
Verwendung des Ultraschall-Wasserstoff-Durchflusskonzentrationsmessers:
Der Zweck der Verwendung des Ultraschall-Wasserstoff-Durchflusskonzentrationsmessers besteht darin, zur Entwicklung von Brennstoffzellensystemen beizutragen.
“Verbinden Sie sich mit dem Entwicklungs-PC des Brennstoffzellensystems, binden Sie ihn in das Bewertungssystem ein und visualisieren Sie die Wasserstoffmenge.”
Von 60 Unternehmen angefordert:
-Pressemitteilung 2020 angekündigt-
Es gingen Anfragen von mehr als 60 Unternehmen in Japan und Übersee ein, darunter Hersteller von Brennstoffzellen.
Wir haben auch verschiedene Anforderungen für andere Anwendungen als Brennstoffzellen erhalten.
„Nutzung der Wasserstoffmessung in Wasserstoffverbrennungsanlagen wie Kesseln und Turbinen und Wasserstofferzeugungsanlagen“ wird angenommen.
Globaler Brennstoffzellen-Markt:
In Zukunft wird der globale Markt für Brennstoffzellensysteme
Es wird erwartet, dass es 2030 5 Billionen Yen und 2035 12 Billionen Yen überschreiten wird.
Entwicklung und Bewertung von Brennstoffzellen:
Gleichzeitig soll der Entwicklungs- und Evaluierungsmarkt für Brennstoffzellen wachsen.
Das Geschäft mit Wasserstoff-Durchfluss-/Konzentrationsmessgeräten strebt ebenfalls einen Umsatz von 2 Milliarden Yen im Jahr 2030 an.
Neben Brennstoffzellen werden wir Hersteller von Wasserstoffverbrennungsanlagen und Anlagen zur Wasserstofferzeugung einbeziehen.
Offizielle Website von Newsweek Japan
Panasonic und Tokuyama beginnen mit der Demonstration von reinen Wasserstoff-Brennstoffzellen | NEXT MOBILITY
Veröffentlichung des „Ultraschall-Wasserstoff-Durchflusskonzentrationsmessgeräts“ | Panasonic Newsroom Japan: