八百津町での社会実験を通じて 水素エネルギーを中心とした 次世代のインフラの構築を目指す。
※所属部局?センター名，および役职等は，掲载当时のものです。
アンモニアから水素を製造する装置を开発。
大规模な社会実験を行い、水素社会実现の先駆けに。
窒素酸化物の研究过程で水素の新たな製造法を発见
现在，次世代エネルギーとして，水素と空気中の酸素を反応させて発电する「燃料电池」が注目されています。私は学生时代から石炭のガス化に関する研究に携わり，民间公司に就职后も长年，主に石炭が使われる火力発电の研究开発に従事してきました。その后，石炭以外の研究を発展させたいと，平成15年に岐阜大学の助教授となりましたが，その顷から近い将来，〝水素社会?が実现すると言われ始めており，私自身も水素エネルギーに大きな可能性を感じていました。
私が本格的に水素エネルギーの研究を始めたのは５年ほど前で，それまでは，大気汚染の原因となる狈翱齿（窒素酸化物）の环境负荷を軽减するため，アンモニアを使って狈翱齿を无害化する研究を进めていました。ところが，プラズマを応用して狈翱齿を分解除去する方法を开発する中で，プラズマを用いることでアンモニアから简単に水素が生成できることを発见したのです。平成23年にはこの発见を発展させる形で，大気圧プラズマを利用し，常温かつ无触媒でアンモニアを水素と窒素に分解し，水素を製造する方法を世界で初めて开発しました。
従来のアンモニア分解に使われる触媒反応法では，アンモニアを４００～８００℃の高温にする必要がある上，高価な貴金属を触媒に用いるため，エネルギー効率が悪くて高コストでした。しかし，私たちが開発した「常温無触媒水素製造法」は，こうした課題を解決する画期的な方法でした。ただ，従来の方法と同様，反応しきれないアンモニアが残留し，製造した水素をそのまま燃料電池に利用するには支障がありました。そこで平成24年に，電装品メーカーの澤藤電機と共同開発したのが「プラズマメンブレンリアクター」です。これは大気圧プラズマを用いて常温でアンモニアを分解し，さらに残留アンモニアを混入させずに水素だけを取り出すことができる装置です。水素の分解率は２倍に上昇し，純度99. 999％という高純度の水素の製造が可能となりました。また，このリアクターとプラズマ発生用高電圧電源を組み合わせた水素製造装置の試作機も開発。この装置から得られた水素を使い，燃料電池で発電できることも確認しました。
水素の贮蔵?运搬手段として手軽なアンモニアを活用
そもそも水素は体积あたりの重量が小さく，贮蔵や运搬に液化や高圧圧缩をする必要があり，扱いが难しい点が大きな课题です。そこで注目されているのが，手軽に扱え，安価なアンモニアです。私たちが开発した新たな水素製造装置を用いれば，今后はアンモニアを贮蔵?运搬し，必要な时に必要な场所で分解して水素を製造?供给することが可能です。そうなれば，最近注目を集める燃料电池自动车への水素供给や，水素供给スタンドの设置，燃料电池発电机の普及などを通じ，水素エネルギーを活用する流れが社会に一気に広まる可能性があります。
また，この水素製造装置を使えば，一般家庭でも尝笔ガスと同じ大きさのボンベにアンモニアを贮蔵し，そこから製造した水素を使って燃料电池で発电することが可能です。ちなみに，水素による発电は颁翱2（二酸化炭素）を一切排出しません。パリ协定では一般家庭の颁翱2を40％削减する目标が掲げられていますが，このアンモニアボンベを使えば，家庭から出る颁翱2は従来の発电に比べ大幅に削减できます。
水素社会実现に向け，八百津町で社会実験を开始
これまでの研究开発を通じ，私たちは次世代エネルギーとしての水素の大きな可能性を感じています。平成28年に岐阜大学は，岐阜県，八百津町，民间公司３社と，「水素社会の実现に向けた产官学连携协定」を缔结。水素を活用した新たなエネルギーシステムの构筑を目指し，水素社会の実现に向け，八百津町をモデル地域とした社会実験を进めています。この社会実験は，岐阜大学次世代エネルギー研究センターの前センター长である野々村修一教授が，自然エネルギーを岐阜県の中山间地域に普及させようと活动していたことが下地になっています。
この社会実験のテーマは，「地产地消の颁翱2フリー水素エネルギーシステム」の构筑です。具体的には，八百津町久田见に设置予定の太阳光発电や木质バイオマス発电でできた电力を使い，水を酸素と水素に分解して水素を製造します。これに加え，将来的には他のバイオマスや下水汚泥からも水素を作り，移动式水素ステーションで输送?供给する仕组みを构筑したいと考えています。余剰の水素はアンモニアに変え，アンモニアボンベとして贮蔵?输送し，电力利用地で水素に変换して発电させる仕组みも作り上げていく予定です。
このように八百津町で地产される，利用段阶で颁翱2を排出しないクリーンな水素エネルギーの活用システムの构筑は，一般家庭に地产地消エネルギーを供给するだけでなく，工场に安価でクリーンなエネルギーの提供もでき，地域への公司诱致の起爆剤になると期待を寄せています。さらに，水素を安定供给するシステムを构筑すると同时に，燃料电池によるモビリティやモバイル製品などの开発にも取り组んでいますが，中でも新产业として特に有望と感じるのが，产业用燃料电池発电机です。これは従来のディーゼル発电机に比べて静かで，排気ガスも出ません。海外では送电线が行き渡っておらず，発电机を活用する地域も多いため，商品化が実现すれば，世界规模で市场が见込めます。
今后の目标は，まずは八百津町での社会実験を轨道に乗せること。燃料电池を使った新製品はそこから徐々に生まれてくるはずです。実际，昨年には燃料电池の电动アシスト自転车を试作し，それを八百津町役场に设置して，観光客に利用してもらおうと计画中です。また，小指大程度のアンモニアボンベをコンビニで贩売し，燃料电池の発电机を使ってどこでも発电できるようにしたいとも考えています。
私たちが手掛ける水素エネルギーシステムは，従来の社会インフラのあり方を剧的に変える大きなインパクトを持っています。过疎化が进む地域で，地产地消のクリーンエネルギーを创出し，それが地方创生のモデルとなる。そんな未来のインフラの先駆けとして，今后も研究に力を注ぐ考えです。
研究室メンバーインタビュー
私たちが研究した技术が世の中に普及し
社会が変わると思うとワクワクします。
私は学生时代から神原先生の研究室に所属し，博士前期课程を経て一旦就职したものの，２年ほどで博士后期课程に戻り，今年から助教を务めています。神原先生の研究室を选んだのは，社会でどう役立つのかを意识し，利用用途をきちんと定めている点に魅力を感じたからでした。
私の研究内容は，博士课程に所属していた顷から続けている，アンモニアから水素を得るための大気圧プラズマの研究です。同じように水素を得る技术には热分解触媒がありますが，こちらは分解?生成?分离という3つの工程が必要です。一方，私たちの方法では，分解から分离までを１ステップで行えるのが最大の特长であり，纯度の高い水素を连続的に得ることができます。ただ，アンモニアは窒素と水素が结合した単纯な构造をしているものの，効率良く分解しようとすると思うようにいきません。それが研究の难しいところですし，面白さでもあります。
梦物语のような话ではありますが，将来的に私たちが研究开発した基础技术が世の中に普及し，社会を変えていく様を想像するとワクワクしますし，それこそがこの研究に携わる一番の醍醐味だと思います。
明确なテーマがあるからやりがいも大きい。
今の研究を商品化に繋げることが目标です。
私が神原研究室を選んだ理由はいくつかありますが，そのうちの一つが，神原先生の授業を受けた時，民間企業で勤務していた頃のお話を聞き，将来の就職先を考えるうえで民間企業との繋がりが強いことに魅力を感じたことでした。また，学部時代に所属した生命化学工学科では，高分子化学や有機化学などの分野があるものの，私の個人的な感想としては，どれも非常に複雑で，いまいちどんな分野に役立つのかがイメージできませんでした。その点，神原先生の研究は，水素エネルギー社会に贡献するという明確な方向性があり，とても魅力的に感じたのです。
私は现在，プラズマメンブレンリアクターを使い，アンモニアから水素を製造する実験を行っていますが，神原研究室では，新しい実験をやりたいと申し出た时，それを止められることはまずありません。学生たちの主体性を尊重し，学会への参加などを通じて，社会に通用する技术者を育てたいと考えてくださっていることが分かります。だからこそ，神原研究室の名に耻じない社会人になりたいと强く思いますし，现在携わる水素製造机を商品化に繋げ，広く世の中に普及させることができれば嬉しいです。
