トヨタがENEOSスーパー耐久シリーズ 2024最終戦で新たな水素活用技術を展示

走行中のボイルオフガス活用への挑戦と仲間づくり

液体水素は、気体水素に比べて密度が高く、同じ容量のタンクに沢山の水素が入る一方で、ボイルオフの課題がある。これまで走行中に燃料タンク内で発生したボイルオフガス（気化した水素）は、活用されることなく大気中に放出されていた。

今回、ボイルオフガスの活用に関する新たなコンセプトモデルを展示します。現在はコンセプト段階だが、実現すればボイルオフガスをエネルギーとして回収・活用することで、液体水素システム全体のエネルギー効率の向上が期待できるため、この技術の実用化に向けて仲間づくりが行われる。

①ボイルオフガスを燃料として再利用

タンク内の液体水素から発生したボイルオフガスを自己増圧器（外部からのエネルギーに頼らず圧力を高める装置）に送ることで、再利用できる燃料を作り出す技術開発に取り組んでいる。ボイルオフガスも圧力を加えることで水素燃料としての再利用（エンジンなどへの燃料噴射）が可能とされているが、通常であれば増圧には電力などのエネルギーを必要とする。今回展示された自己増圧器では、ボイルオフガス自体が持つ圧力を操作することで、新たにエネルギーを使うことなく約2～4倍に増圧し、再利用燃料を作り出す。

②ボイルオフガスを活用した発電

①のボイルオフガス（気化した水素）の再利用を行う際の増圧工程では、一定の割合で余ったボイルオフガスが排出される。これを、今回開発した小型の燃料電池パッケージ（FCスタック）に送り、水素を化学反応させて発電する。生み出した電力は、液体水素ポンプ用のモーターなどの動力としての活用が想定されている。実現すれば本来オルタネーター（小型発電機）での発電量に相当する電力をボイルオフガスから補うことが可能になり、エネルギー効率の向上が期待される。

③触媒を通じて余ったボイルオフガスを安全に放出

②の発電工程で使いきれなかったボイルオフガスは、これまでと同様に触媒を通じて水蒸気に変換し、車外に安全に放出される。