MIT、水素燃料電池を搭載した電動バイクを製作

このモーターサイクルは、10月に初の本格的なテスト走行に成功した。オープンソースのプラットフォームとして設計されており、さまざまなコンポーネントを交換してテストすることが可能だという。

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このプロジェクトを率いる大学院生のアディティヤ・メヘロトラ氏は、ウォルター・M・メイ&A・ヘイゼル・メイ・チェア・イン・エマージング・テクノロジーズ（Walter M. May and A. Hazel May Chair in Emerging Technologies）であるアレックス・スローカム機械工学教授と研究している。メーロトラ氏はエネルギー・システムを研究していたが、たまたまオートバイが好きだったために水素で動くバイクというアイデアを思いついたという。

チームのメンバーによれば、バッテリー駆動の自動車は環境に恩恵をもたらす一方で、航続距離にはまだ限界があり、リチウムの採掘とそれに伴う排出ガスに関連する問題があるという。

そこでチームは、クリーンな代替手段として、ガソリン車と同じように素早く燃料を補給できる水素自動車を研究することに興味を持った。

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2005年からMITに所属している同チームによる過去のプロジェクトとは異なり、この車両はレースやコンペティションに参加するのではなく、さまざまな会議で発表される予定だ。

約12人の学生からなるチームは、2023年1月からプロトタイプの製作に取り組んできた。10月には水素アメリカ・サミットで発表し、5月には世界水素サミットで発表するためにオランダに行く予定だ。2つの水素サミットに加え、チームは今月ラスベガスで開催されるコンシューマー・エレクトロニクス・ショーでも自転車を展示する予定だ。

メーロトラ氏は、次のようにコメントしている。

メーロトラ氏：このプロジェクトを「小型水素」システムに関する会話を始めるきっかけにし、需要を拡大することで、より多くのインフラ整備につなげたいと考えています。
このプロジェクトが、水素の新しく創造的な用途を見つける手助けになることを願っています。

これらの実証実験とチームが提供するオンライン情報に加え、彼らは「エネルギー業界にインパクトを与える」ことを期待して、プロジェクトとそこから学んだ教訓を記した論文を学術誌に発表することにも取り組んでいるという。

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このモーターサイクルは、1年かけて少しずつ形になっていった。

メーロトラ氏：燃料電池のような部品や、システムの主要部品の多くを寄付してくれる業界スポンサーを何社か獲得しました。

また、MITエネルギー・イニシアティブ、機械工学科、電気工学科、コンピューターサイエンス学科、MITエドガートン・センターからも支援を受けたという。初期テストはダイナモメーター（メーロトラ氏が「基本的に模擬道路」と表現する、計測器を備えたトレッドミルの一種）で実施された。

韓国のDoosan社から提供された燃料電池が納入され、設置されるまでの間、開発中の車両はバッテリーを使用していた。電気自動車チームの本拠地であるMITのN51ビルは、プロトタイプの設計・製作に使用されたスペースで、バイクの各コンポーネントを開発・統合する際に詳細なテストを行うための設備が整っているという。

チームの安全主任を務める機械工学科4年生のエリザベス・ブレナン氏は、特殊なタンクやコネクターなど、バイクの水素燃料に必要な安全な取り扱い方法について学んでいる。チームは当初、市販の電気モーターをプロトタイプに使用していたが、現在はゼロから設計した改良型に取り組んでいるという。

ブレナン氏：これにより柔軟性が大幅に向上しました。

プロジェクトの一環として、チームのメンバーは、この水素電気燃料電池バイクを設計・製作する過程で、何をどのように行ったかを記した教科書のようなものを作成中である。このようなオートバイはまだ商品として存在していませんが、いくつかのプロトタイプが作られている。

ブレナン氏によると、このようなプロセスのガイドブックは存在しない。水素の技術開発の多くはシミュレーションで行われるか、まだプロトタイプの段階である。このプロジェクトにおけるチームの目標のひとつは、すべてをオープンソースの設計として利用できるようにすることだとしている。

ブレナン氏：研究者や教育のためのプラットフォームとしてこのバイクを提供し、研究者がスペースや資金に制約のある環境でもアイデアをテストできるようにしたいです。

商業製品として作られた設計とは異なるという。

メーロトラ氏：：我々の車両は完全に研究用に設計されている。それは、人々が新しい設計アイデアの実装に取り組み、業界を前進させるのに役立ちます。

以前、いくつかの企業によって開発された数少ないプロトタイプは、非効率的で高価なものだったとメーロトラ氏は言う。

メーロトラ氏：私たちが知る限り、完全にオープンソースで、厳密に文書化され、テストされ、プラットフォームとしてリリースされた（燃料電池）モーターサイクルは、私たちが世界で初めてです。私たちのようなレベルのモーターサイクルを作り、テストし、誰かが将来これをスケールアップしたり、研究に使ったりできるようなところまで文書化したものは、他にはありません。

現時点では、この車両は研究用としては手頃だが、燃料電池は非常に大きく高価な部品なので、商業生産用としてはまだ手頃ではありません。

プロトタイプバイクに燃料電池を提供したDoosan Fuel Cellは、主にドローン用の比較的小型で軽量な燃料電池を製造している。同社はまた、水素貯蔵・供給システムも製造している。

チームメンバーのアニカ・マルシュナー氏（機械工学科2年生）は、このプロジェクトは今後も進化し続けるだろうと言う。

マルシュナー氏：開発し、変更を加え、より強く、より良い自転車にすることで、何年もかけて成長し続けるでしょう。

電気自動車チームはこれまでバッテリー駆動の自動車に焦点を当ててきた。

マルシュナー氏：今、私たちが水素に注目しているのは、持続可能な輸送を可能にする他の技術に比べて、あまり研究されていないように思えるからです。ですから、私たちが時間と労力を提供できるエキサイティングなことだと思いました。

すべてを機能させるのは長いプロセスがあったという。チームは1999年製のオートバイのフレームを使用し、電気モーター、水素タンク、燃料電池、ドライブトレインを支えるために多くの特注部品を追加した。

マルシュナー氏：すべてがバイクのフレームに収まるようにすることは、スペースが限られているため、何度も考えなければならなかったことです。そのため、衝突しないような賢い取り付け方を考えなければなりませんでした。
多くの人は、水素エネルギーが道路で使われているとは想像していないでしょう。

トヨタやヒュンダイが水素を燃料とする自動車を発売していること、カリフォルニアや日本、ヨーロッパのいくつかの国に水素ステーションがあることをマルシュナー氏は指摘する。

マルシュナー氏：東海岸の一般消費者が水素にアクセスすることは、非常に大きな課題です。インフラは水素自動車にとって間違いなく最大の課題です。

彼女は、化石燃料に代わるクリーンな燃料として、水素に明るい未来があると見ているという。

マルシュナー氏：水素には大きな可能性があると思います。水素エネルギーを前進させるための最大の課題のひとつは、こうした実証プロジェクトを実際に開発し、これらがうまく機能すること、そしてうまく機能することを示すことだと思います。ですから、私たちは水素エネルギーをさらに発展させることにとても興奮しています。

▶︎マサチューセッツ工科大学