【素朴な疑問】水素自動車って爆発しないの?気になったから調べてみた

こんにちは!マックです^ ^

最近では車の種類も増えてきましたが、その中に「水素自動車」ってありますよね。

素人感覚では水素って「爆発するんじゃないの?」とか「危険でしょ」って思っていたんですが、身内のディーラーがやたらと水素自動車の話をするため気になって調べてきました。

そこでせっかくなので、筆者と同じような疑問を持っている人も多いと思うので、水素自動車関連をアップしていこうと思います。

  • 水素自動車ってそもそも何?
  • どこが作ってるの?
  • メリットやデメリットは?

このようなテーマを軸に何回かに分けて更新しますので、水素自動車についてちょっと知りたい!って方はご覧になってみてくださいね^ ^

では、1回目のテーマは「水素自動車って爆発はしないの?」ということで解説をしていきます。

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水素自動車って爆発はしないの?

まずこれら水素について調べる上で参考にしたのが、以下のサイトです。

というのも、ネットに散見する情報よりも、こういった水素を取り扱いしている機関の方が信用性が高いからです。

なのでこれから紹介する内容は、基本的に上記のサイトでも確認ができますので、気になった人は直接見てみてくださいね^ ^

水素が爆発するというのは誤解

一般的に水素といえば「爆発するから危険なもの」という認識をしていると思います。

しかしこれがそもそもの誤解のようで、その理由が、

  • 条件が重ならないと爆発しない
  • 水素は拡散力が早い
  • 燃料タンクが頑丈

ということみたいです。

条件が重ならないと爆発しない

「水素 = 爆発」と認識している人も多いと思いますが、そもそも水素が爆発するには一定の条件が重ならないと爆発はしないらしく、その条件とは、

  • 空気に4%~75%混ざった場合
  • この状態で静電気程度のエネルギーが加わる

これらの条件が重ならないと、爆発はしないとのこと。

でもこの程度の条件なら、少しの事故でクリアしちゃうんじゃない?とも思いますが、それ以外にも水素は拡散力が早いということがあるみたいです。

水素は拡散力が早い

空気に4%以上混ざらなければ爆発をしない水素ですが、拡散力が非常に強い模様。

万が一、水素が漏れた場合もまっすぐ上に拡散していくため、4%以上混ざるリスクは少ないとのことです。

またガソリンやLPガスなどは漏れた場合に床や地面に広がるため、発火した場合は被害が拡大することが多いですが、水素の場合は上に拡散するため、燃える範囲も少なくてすむらしいです。

拡散するイメージは、ターボライターみたいな感じをイメージするとわかりやすいかもしれないですね。

ターボライターなどは発火しても上に向かって拡散してますが、これがガソリンのように下に広がってしまうと燃える範囲も広がりますよね。

燃料タンクが頑丈

とはいうものの、できれば水素自体が漏れることを防いでほしいというのが素人考えですが、当然ながらここも対策はしているようです。

水素を利用した燃料電池を普及させるためには、様々な実験をする必要があり、衝撃実験や火災実験は繰り返しているようで、

  • 壁厚が1m以上の建物内で実験
  • 水素が車内に漏れた場合の発火実験
  • タンクの損傷実験

などがあります。中でもタンクの損傷実験では、

  • タンクに穴を開けて水素がどの程度の距離まで届くのか?
  • その場合に火がついたらどこまで届くか?
  • 銃弾を撃ち込んだら爆発するのか?

といった実験もしているようです。

ちなみにタンクに銃弾を撃ち込んで穴が開いても爆発はしないようで、耐圧テストやクラッシュテストにも耐えうる設計になっているそうです。

車が潰れるような衝突実験でもタンクは無事らしいですが、おそらくそこまで激しい衝突の場合は、タンクより先に人が耐えられないだろうなと思います。

ではなぜ福島第一原子力発電所で水素爆発が起きた?

これだけ安全性が高いという割に、なぜ東日本大震災の時、福島第一原子力発電所で水素爆発が起きたのかが気になりますよね。

むしろあの映像を見て、さらに水素は危険なものだと多くの人は認識したはずです。

これには色々と意見があるようですが、原発建屋の構造上、先ほど説明した爆発条件が合致してしまったようです。

この辺りは以下のサイトが参考になるので、気になった人は直接見て見てください。

Case#3.11「水素爆発はなぜ起こったか」

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水素自動車の爆発を防ぐための安全対策

水素が爆発するのは誤解とはいうものの、万が一の事故に備えた安全対策は気になりますよね。

主に水素を安全に取り扱うには、

  • 水素を漏らさない
  • 漏れた場合はすぐに検知する
  • 漏れた水素は1箇所に滞めない

ということが重要とのこと。

水素を漏らさない

水素自動車の場合、水素ステーションとは違い交通事故などがあるので、普通に考えると衝撃が加わるリスクは高いです。

そこで重要になってくるのが水素タンクの設計で、先ほど説明したように相当な衝撃にも耐えられる設計にしているようです。

水素自動車のタンクは、飛行機の機体にも使われているカーボン繊維でぐるぐる巻きにしていて、700気圧の倍の圧力にも耐えられる設計です。

漏れた場合はすぐに検知する

水素の場合無臭のため、プロパンガスのようなにおいがありません。

そのためにおいで判別することが無理なので、水素漏れセンサーを設置することが法令でも義務付けをされています。

なので仮に水素が漏れた場合もすぐに検知して、タンクのバルブを閉じ、水素を漏れることを防ぐそうです。

漏れた水素は1箇所に滞めない

先ほども説明したように、水素は一定の濃度に達し空気と混ざった状態で着火すると爆発します。

なので水素が漏れた場合はより早く拡散させることが重要なので、排気ファンなどで素早く拡散されるように工夫されています。

また事故などで火災が起きた場合、タンク内の圧力が膨張するため放っておくと爆発し兼ねません。

そこで水素自動車のタンクには「溶栓弁」というものが設置されていて、一定の温度になると溶けて穴が開くことでガスが放出する設計になっているようです。

まとめ

色々と調べると、水素についてほとんど知らないことを認識しました。

ある意味思っている以上に水素は安全であるなと感じましたね。

見方を変えればガソリン車も爆発するリスクはあるわけで、要はどれも安全に取り扱える基準や設計をしておくことが重要で、この辺りの取り組みは専門家のみなさんに頑張ってもらいたいですね^ ^

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18歳で初めて乗った車がアストロ(アメ車)^ ^身内にディーラー役員がいる根っからの車大好き家庭に育つ。ムーブやエスティマ、レクサスisF、ベンツS600Lと今まで乗ってきた車は10台以上の車マニア。