日本の自動車大手トヨタは、液化水素燃料車向けに「ボイルオフ」ガスをリサイクルするシステムを開発した。
液体水素は圧縮ガスよりも体積あたりのエネルギー密度が高く、燃料補給コストを削減できるが、分子をマイナス253℃以下、つまり絶対零度に近い温度に保つ必要がある。
しかし、液体水素の貯蔵には固有の問題があります。周囲の温度により貯蔵タンクの端の水素が温まり、ガスに変化します(「ボイルオフ」と呼ばれます)。タンクの爆発を引き起こす可能性のある圧力の上昇を防ぐために、これを排出する必要があります。
現在、蒸発した水素は大気中に直接放出されており、プロジェクトの経済性(高価な大量の水素が失われるため)と環境への影響(水素が間接的な温室効果ガスとして機能するため)の両方で問題が生じています。
そこでトヨタは、蒸発ガスを利用して走行中にエネルギーを生成する液化水素燃料車の新システムを開発し、水素ベースの内燃機関を搭載した車「GRカローラH2コンセプト」で試験運用した。
このシステムでは、貯蔵タンクにボイルオフガスが溜まると、そのガスは「自己加圧装置」に排出され、外部電力を使わずに圧力を2~4倍に高めます。加圧されたガスはその後、エンジンに送られ、燃料として燃焼されます。
再加圧されない余剰のボイルオフガスは小型燃料電池スタックに送り込まれて電気を発生させ、その後モーター用の液体水素ポンプに動力を与えて全体的なエネルギー効率を高めるのに使われます。
残った水素分子は触媒に通されて水蒸気となり、排出されます。水蒸気自体は温室効果ガスですが、大気中でのライフサイクルは短く、 CO2やメタンよりも温暖化への影響は小さいです。
トヨタは富士スピードウェイで開催されたENEOSスーパー耐久レース決勝でGRカローラH2コンセプトの走行によりこのシステムを実証した。しかし、特に車両の使用中ではなく、タンク内に液体水素が残っているときにボイルオフガスが蓄積する傾向があるため、このシステムが長期的にどの程度効果的であるかは不明である。
この車の以前の設計は、水素漏れに関連する車両火災のため、2023年のスーパー耐久レースから撤退していた。
トヨタはプレス声明で、火災の原因はエンジン付近の配管接合部が車両の振動で緩み、水素ガスが漏れて発火したためだと述べた。
車両の水素漏れセンサーはそれ以上の供給を遮断するように機能していたが、自動車メーカーは「時間内に車両を回収」することができず、車両に何らかの損傷があったことを示唆している。
ダイムラーやハイゾンなど、他の多くの自動車メーカーも液体水素で走行できる車両を開発しているが、両社とも乗用車ではなく大型トラックに重点を置いている。
ダイムラーは最近、液体水素を燃料とする大型トラック100台を開発、製造し、実際の顧客向け運行でテストするために、ドイツ当局から2億3500万ユーロ(2億4500万ドル)の税金を支給された。