初期と二〇二〇年の五〇〇万台普及時期には、かなり内容が変化する。
プラチナーコストの割合は、初期にはＩ・七％であるが、スタックのコスト低下に応じて、相対的にコスト構成に占める割合が増加することを示している。
五〇〇万台普及時のプラチナーコストの割合は九・八％であり、自動車一台が五〇キロワットの場合には一八六ドルに相当する。
大量生皮によって全体のスタックコストは低下してゆくが、そのとき、周辺部品など相対的に進歩指数の大きな（学習効果の少ない）要素の比重が、次第に増加してゆくことは当然の結果であり、大量生皮の進展とともに学習効果が低減してゆくことが理解できる。
コスト構成の変化を分析することにより、大量生窓の効果が理解される。
セパレータと電極のコストが初期には圧倒的に大きいが、大量生産が進行すると、次第にその割合は減少してゆく。
電力密度の向上は、電極やセパレータなどの他の資源使用量を増加させず、全体のコスト低下にとって非常に有効である。
プラチナーコストの割合は初期段階では小さいが、次第に増加してゆく。
しかし、累積生産五〇〇万台になるときでもＩ〇％程度を占めるのみであり、自動車一台あたり二万円程度であり、普及の障害にはならないと考えられる。
難問が待ちうけているここまでは燃料電池車のコストの問題を検討しただけである。
他にも燃料電池を搭載することから生じる難しい問題がある。
まず、低温始動が常に安定してできるだろうか。
スタックの中には水分があり、イオン交換膜は適切な湿度がないと動作しない。
この水分は寒冷地では凍ってしまう。
イオン交換膜に付いた氷は始動時に溶け出すが、このとき短時間にスムーズにスタック内部が動作温度へと移行するだろうか。
動作温度は約八〇度であり、温度が低いと出力が保てない。
振動の問題もある。
すでにB社の特許「圧縮バンドで締めた積層構造」を紹介した。
燃料電池は二〇〇枚から四〇〇枚のセルを積層した構造であり、これをボルトで締めて固定している。
これはちょうど一冊の本のような構造である。
それぞれのページが燃料電池のひとつのセルに対応し、その厚さはニミリメートル程度である。
これをボルトで締めて安定な構造になるのだろうか。
自動車の走行中に振動は避けられない。
振動によってボルトがゆるむことはないとしても、ボルト締めされたセルがずれたり、積層した層の間に水素、空気、冷却水が漏れ出すことはないだろうか。
突然、燃料電池の中のひとつのセルが動作しなくなったらどうなるか。
イオン交換膜が破れたり、空気中のごみがセルに詰まったりすれば動作は停止する。
セルは直列につながっているので、ひとつのセルが動かなければ、そのスタック全体に流れる電流が止まってしまうこれを避けるには、スタックをいくつかに分けて出力を分散させ、冗長度を上げることが行なわれるであろう。
冗長な設計が信頼性を向上させることは信頼性工学の基本原理である。
しかし、それだけでは不充分であり、スタックそのものの信頼性を向上させる研究開発が重要になる。
スタック内部の湿度制御はうまくいくのだろうか。
湿度が不足するとイオン交換膜の伝導性が低下して出力が小さくなる。
湿度が過剰になるとセパレータ内の流路がふさがれて出力が低下する。
湿度の制御のために、水分を水素や空気に与えるようになっている。
この水分は、スタック内で反応の結果として生じた水分を回収して利用する。
いずれにしてもかなり微妙な制御が必要である。
冷却方法はどうか。
冷却水はセパレータ内に通した通路を利用して、積層したスタック全体に流れる。
冷却水はエチレングリコールのような電気伝導度の低い液体を混ぜて利用する。
非常に大きな電流が流れているところに冷却水を流すのは、考えてみればかなり危険な構造である。
しかも積層構造であり、液漏れのない信頼性の高い量産型のシール技術が必要である。
冷却を水ではなく空気で済ませればいいのだが、発熱量が大きいので空気冷却では熱容量が小さく、とてもその熱を外部へ運び出せない。
燃料電池の反応温度は八〇度程度なので、冷却しようとしても大気温度との温度差が大きくとれず、大量の冷却水をまわしてやらなければならない。
そのためラジエーター（放熱器）が大型になってしまう。
ある設計例では既存自動車の二倍の放熱面積が必要になっている。
しかし、これは何とかレイアウトしようとすればできる範囲のようだ。
スタックから出てくる未反応の水素の処理も問題である。
水素が完全に反応し終わるまで待っていると出力が低下する。
そこで適当な圧力で水素をスタック内に送りこむ。
すると、まだ反応していない水素が外部へと運び出されてくる。
この水素を回収して、再び燃料パイプヘもどしてやる必要がある。
軽量で性能のよい車上改質装置ができて、メタノールか改質ガソリンのような液体燃料を利用できたとしても、問題が残る。
アクセルを踏んですぐに改質装置から水素が出てくるわけにはいかない。
反応温度が低ければ水素は出てこない。
アクセルを踏んだらすぐに応答してほしい。
この応答時間を短くするにはどうするか。
バッテリーを使って一時的に電力を供給するか、小型の水素ボンベを用意する必要があるのだろうか。
前途にはこのような難問が待ちうけている。
これらをひとつずつ解決して、現在主流の内燃機関なみの信頼性を得るには試行錯誤のための時間が必要になる。
しかし、内燃機関が無数の問題を解決してきた一三〇年以上のその長い歴史を考えてみれば、この程度の問題は解決不可能ではないだろうという気がしてくる。
この技術革新はまだ始まったばかりのことなのだ。
実験研究のためのエレクトロニクス計測技術やコンピュータ解析技術は格段に進化しており、研究開発の時間を非常に短縮するはずである。
競合相手燃料電池車と競合するのは既存のガソリン自動車だけでなく、ハイブリッドカー、電気自動車などがある。
これらを比較すると、表４’２のようになる。
その実態を検討してみよう。
表中の効率は、石油や天然ガスの油井から車上タンクまでと、車上タンクから車輪までに区分して示してある。
もし、軽量で高エネルギー密度のバッテリーがあれば、電気自動車は理想的な乗り物であると言われて来た。
しかし長い間、この問題は解決されなかった。
まだバッテリーが重すぎるのである。
燃料電池車の開発はバッテリーの開発を刺激しているので、これが起こらないとは言えない。
しかし、これが実現してもまだ問題が残っている。
それは、充電に必要な時間という問題である。
現状では電気自動車の充電には一晩かかる。
五分でガソリンを充填するようにはいかない。
朝起きて出かけようとするとき、充電を忘れていたら万事休すとなる。
電気自動車に必要なフル充電の電力を五分でバッテリーに入れようとすると、その電流は非常に大きなものになるからだ。
平均的な小型自動車のタンク容量はガソリン四〇リットルである。
電気自動車はバッテリーから車輪までの効率が高いから、この四分の一のエネルギーでよいとするとＩ〇リットル分、既存自動車と燃料電池車の比較既存ガソリン自動車(内燃機関)ハイブ｀リッドカー電気自動車燃料電池車駆動エンジンエンジン＋モーターモーター燃料電池エネルギー源ガソリンガソリン電力水素効率油井からタンクタンクから車輪総合効率('k力発電)(天然ガス改質)回生ブレーキ不可能可能電池を積めば可能問題点大気汚染、騒音大気汚染が減少するがゼ・にはできないバッテリーが車体重量の半分を占める水素の供給法と貯蔵方法電力にしてＩ〇〇キロワット時を五分で供給する必要がある。

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