🚗💧水で走る車のあがき②！共振回路で水素がザクザク？謎のパルス技術を追えｗ
目次
- ⚡ 水で走る車には秘密兵器があった！？
- 🎡 共振って何だ？ブランコを思い浮かべよう！
- 🔌 電気にも共振があるらしい！
- 🧪 メイヤーの「水燃料セル」は何をしようとしていた？
- 💡 パルス電気分解とは？電気を細切れにする技術！
- 🫧 なぜ電気を細切れにするといいことがあるの？
- 📈 電圧が高ければ水素がたくさん作れるのか？
- 🧮 本当にすごい装置なら、何を測れば分かる？
- 🏆 メイヤーの装置は科学的に認められたのか？
- 🔧 もしぼくが研究者だったら？
- 🤔 結局、共振回路とパルス技術は夢の技術なのか？
- 🚗 第2弾の結論！夢は残ったが、魔法は見つからずｗ
- 🚗💧 次回予告！ブラウンガスって何者だ！？
- 📚 水で走る車のあがき・シリーズ一覧
⚡ 水で走る車には秘密兵器があった！？
水で走る車。
前回、その夢を追いかけていたら、アメリカの発明家スタンリー・メイヤーという人物にたどり着いた。
彼の主張を調べていて、ぼくは一つの疑問を抱いた。
普通の電気分解と、メイヤーが考えた装置は何が違うんだ？
どちらも水から水素を取り出す。
だったら、特別な装置を作る意味は何なのだろう。
そこで見つけたのが、
共振回路！
そして、
パルス電気分解！
……うむ。
漢字とカタカナが並んだだけで、すでに難しそうだｗ🤣
でも、この二つを理解すれば、メイヤーが何を実現しようとしていたのか、もう少し分かるかもしれない。
今回は、この謎の仕組みをじっくり追いかけてみよう。
🎡 共振って何だ？ブランコを思い浮かべよう！
共振という言葉は難しそうだけど、実は身近な現象なんだ。
例えば公園のブランコ。
ブランコを大きく揺らしたいとき、どうする？
めちゃくちゃなタイミングで押しても、うまく揺れないよね。
でも、ブランコの動きに合わせて、ちょうどいいタイミングで押してやると、少しずつ揺れが大きくなる。
これが共振をイメージするには分かりやすい例だ。
小さな力でも、タイミングを合わせて繰り返し加えることで、大きな振動が生まれる。
おお！
なんだか少ない力で大きな仕事ができそうじゃないか！
……と、ここで早合点してはいけないｗ
ブランコが大きく揺れるのは、押すたびにエネルギーが加わっているから。
何もないところからエネルギーが湧いてくるわけではないのだ。
この違いが、今回の話の重要なポイントになる。
🔌 電気にも共振があるらしい！
実は電気回路にも共振がある。
代表的なのが、コイルとコンデンサーを組み合わせた回路。
コイルは磁場に、コンデンサーは電場に、それぞれエネルギーを蓄えることができる。
この二つを組み合わせると、条件によってはエネルギーが行ったり来たりする。
例えるなら、電気のキャッチボールだ。
コイル「ほいっ！」
コンデンサー「受け取った！」
コイル「返して！」
コンデンサー「ほらよ！」
……いや、実際にしゃべるわけじゃないけどｗ🤣
この電気の行き来には、回路の部品によって決まるリズムがある。
そこへタイミングを合わせて電気的な刺激を加えると、回路内の電圧や電流が大きくなることがある。
これが電気回路の共振。
ラジオの周波数を選ぶ仕組みなどにも利用されてきた、れっきとした技術なんだ。
そしてメイヤーは、この仕組みを水の電気分解に利用しようと考えたわけだ。
🧪 メイヤーの「水燃料セル」は何をしようとしていた？
メイヤーが考案した装置は、「Water Fuel Cell（水燃料セル）」などと呼ばれている。
基本的な発想は、水に電極を入れて電圧を加えるというもの。
ただし、普通の電気分解とは違い、彼は水を含む電極系をコンデンサーのように扱い、特殊な電気回路と組み合わせようとした。
ここで登場するのが、コイルとパルス電圧だ。
メイヤーは、電圧を細かく変化させ、特定の電気的条件を作ることで、水の分解を効率よく進められると主張した。
彼の説明では、大きな電流を流さずに高い電圧を利用することが重要だったらしい。
なるほど。
電気を大量に流して力ずくで水を分解するのではなく、電気的な刺激の与え方を工夫しようとしたわけだ。
発想としては面白い。
しかし、ここには難しい問題がある。
水の中では電気が流れたり、電極の表面で化学反応が起こったりする。
そのため、単純なコンデンサーと同じようには振る舞わない。
電極の材質、水に含まれる不純物、温度、気泡の発生など、さまざまな条件が関係してくるのだ。
つまり、机の上で考えた共振回路の理屈が、そのまま水の分解に当てはまるとは限らない。
うーむ。
水って、見た目は単純なのに意外と手ごわいヤツだなｗ
💡 パルス電気分解とは？電気を細切れにする技術！
ここで二つ目の主役、パルス電気分解の登場だ。
普通の直流電気分解では、基本的に一定の方向へ電流を流し続ける。
一方、パルス電気分解では、電圧や電流を時間によって変化させる。
例えば、
オン → オフ → オン → オフ → オン！
と、細かく切り替える。
イメージとしては、蛇口を開けっぱなしにするのではなく、短い間隔で開けたり閉めたりするようなもの。
ただし、パルスにはいろいろな形がある。
電圧を完全にゼロにするものもあれば、強弱をつけるものもある。
そして、重要なのは切り替える速さだけじゃない。
オンにしている時間の割合も大切なんだ。
例えば、1秒間のうち半分だけ電気を流すなら、オンの割合は50％。
これを「デューティ比」と呼ぶ。
名前は難しいけど、要するに電気を流している時間の割合だ。
ぼくの仕事もデューティ比50％にならんかな。
給料そのままでｗ🤣
🫧 なぜ電気を細切れにするといいことがあるの？
ここが面白いところ。
電気分解をすると、電極の表面に水素や酸素の小さな気泡ができる。
その気泡が電極にくっついていると、水と電極が触れる部分が減ってしまう。
つまり、反応の邪魔になることがある。
そこで、電流の与え方を変えると、条件によっては気泡の付き方や離れ方が変わる可能性がある。
また、電極の近くでは、反応に関係する物質の濃度や温度も変化する。
パルスを使うことで、こうした状態を調整できる場合があるんだ。
おお！
単に電気を節約するためにオン・オフしているわけじゃないのか。
電極の周りの環境を整える役割も期待できるわけだ。
ただし、パルスにすれば必ず効率が上がるわけではない。
条件が悪ければ、むしろ効率が下がることもある。
大切なのは、どんな電極を使い、どんな周波数や電圧で動かし、実際にどれだけ水素が作れたか。
結局は実験して確かめるしかないのだ。
📈 電圧が高ければ水素がたくさん作れるのか？
さて、メイヤーの技術で気になるのが「高電圧」という言葉。
電圧が高いと聞くと、ものすごいエネルギーがあるように感じる。
でも、電圧だけでは電力の大きさは分からない。
電力は基本的に、
電力（W）＝電圧（V）×電流（A）
という関係で考えられる。
例えば、直流で、
10V × 10A ＝ 100W
100V × 1A ＝ 100W
どちらも100Wだ。
電圧が10倍になっても、電流が10分の1なら電力は同じ。
だから、電圧が高いというだけで「ものすごく効率がいい！」とは言えない。
しかも、パルス電圧では電圧と電流が時間によって変化する。
本当の消費電力を知るには、それぞれの瞬間の電圧と電流を測り、時間全体で計算する必要がある。
ピークの電圧だけ見ても分からないわけだ。
さらに、共振回路では内部の電圧が大きくなることがあるけれど、それは投入したエネルギーが勝手に増えたという意味ではない。
高電圧＝高効率ではない。
ここ、テストに出るぞｗ🤣
🧮 本当にすごい装置なら、何を測れば分かる？
もし目の前に、メイヤー式の水素製造装置があったとしよう。
開発者が言う。
「この装置は、普通の電気分解よりずっと効率がいいんです！」
おお！
すごいじゃないか！
……と拍手する前に、確認したいことがある。
それは、次の四つだ。
① 装置全体で何Whの電気を使ったのか？
電極にかかる電力だけでなく、パルスを作る回路なども含めて測りたい。
② 何グラムの水素ができたのか？
泡がたくさん出ているように見えても、それだけでは水素の量は分からない。
③ 発生したガスは本当に水素なのか？
ガスの組成を分析する必要がある。
④ 同じ条件で別の人が再現できるのか？
ここが科学では特に大切。
誰が実験しても同じ結果になるなら、その技術の信頼性は高まる。
逆に、開発者本人にしか成功しないのなら、慎重に考えなければならない。
科学の世界では、すごい動画より、地味な測定データの方がずっと大切なのだ。
……なんだか経理の仕事みたいだな。
数字が合わなきゃ認められないｗ🤣
🏆 メイヤーの装置は科学的に認められたのか？
さて、肝心の結論。
スタンリー・メイヤーが主張したような、非常に少ない電力で大量の水素を製造できるという性能は、信頼できる独立した実験によって確立されていない。
彼の発明には特許もある。
しかし、特許があることと、その装置のあらゆる性能が科学的に証明されたことは別だ。
ここは混同しないようにしたい。
共振回路は実在する。
パルス電気分解も実在する。
しかし、その二つを組み合わせれば水の分解に必要なエネルギーを劇的に減らせる、という主張が自動的に正しくなるわけではない。
本物の技術を組み合わせたからといって、すべての主張が本物になるとは限らない。
なるほど。
これが今回の一番大きな発見かもしれない。
🔧 もしぼくが研究者だったら？
ここからは、ちょっと妄想してみよう。
もしぼくが水素製造装置の研究者だったら、何をするだろう？
まずは、普通の直流電気分解と、パルス電気分解を比較する。
電極の材料、水の温度、水質などを同じにする。
そのうえで、電圧や周波数、デューティ比を変えて、水素の製造量と消費電力量を測定する。
そして、同じ量の水素を作るのに必要な電力が減ったかどうかを調べる。
地味！
ものすごく地味！ｗ
でも、こういう積み重ねこそが技術開発なんだろうね。
ちなみに、水素と酸素の混合ガスには爆発の危険があるので、実際の実験には専門的な設備と安全管理が必要。
ぼくは頭の中だけで研究しておくことにしよう。
ログハウスを吹き飛ばしたら、コロとララに怒られるどころじゃないからなｗ🐕🐕
🤔 結局、共振回路とパルス技術は夢の技術なのか？
今回調べて分かったのは、共振回路もパルス電気分解も、決して架空の技術ではないということ。
どちらも実際に利用・研究されている。
ただし、メイヤーが主張した性能が証明されているわけではない。
そして、電圧が大きくなったことと、エネルギー効率が上がったことは別。
ここを理解するだけでも、ずいぶん見方が変わる。
ぼくは最初、共振という言葉に「少ないエネルギーで大きな力を生む魔法」のような印象を持っていた。
でも実際は、エネルギーの与え方や蓄え方を工夫する技術だった。
魔法じゃなかった。
残念！🤣
とはいえ、電気の流し方を変えることで装置の性能を改善できる可能性があるというのは、十分に面白い。
永久機関でなくてもいい。
水素を少しでも効率よく作れるようになれば、それだけで価値がある。
ぼくとしては、そんな現実的な進歩にも期待したいところだ。
🚗 第2弾の結論！夢は残ったが、魔法は見つからずｗ
今回の調査で分かったことをまとめると、
- 共振回路は、電気の振動を利用する実在の技術。
- パルス電気分解は、電気の与え方を変える方法。
- パルス制御によって電気分解の状態を改善できる場合がある。
- 高電圧だからといって高効率とは限らない。
- メイヤーの主張した驚異的な性能は、科学的に確立されていない。
うむ。
少し賢くなった気がするぞｗ
それにしても、水で走る車を調べ始めたときには、まさかコイルやコンデンサーの話になるとは思わなかった。
でも、知らないことを知るのは楽しい。
夢の車はまだ見つからないけれど、ぼくの好奇心は今日も元気に走っているのである。
水で走る車のあがき、第2弾も無事に迷走！
だよね？ｗ🤣
🚗💧 次回予告！ブラウンガスって何者だ！？
共振回路とパルス電気分解を調べ終えたぼくの前に、またしても謎の言葉が現れた。
ブラウンガス！
さらに日本には、OHMASA-GASなるものまであるらしい。
今度はいったい何なんだ？
水で走る車への道は、どうやら想像以上に長いようだｗ
📚 水で走る車のあがき・シリーズ一覧
水で走る車が実現するその日まで、ぼくのあがきは続くのである！
だよね？ｗ🤣
