トヨタの液体水素エンジンは5月の富士24時間レースへ、より安全な車両開発で：脱炭素

トヨタ自動車はスーパー耐久シリーズへの参戦予定を発表した。

[齊藤由希，MONOist]

　トヨタ自動車は2023年3月18日、スーパー耐久シリーズへの参戦予定を発表した。

　液体水素を燃料とする「水素エンジンカローラ」は第1戦の鈴鹿大会（2023年3月18〜19日）を欠場したが、富士24時間レース（2023年5月26〜28日）の出場に向けて引き続き開発を進める。カーボンニュートラル燃料を使用する「GR86」や、ガソリンを使用する同モデルからなる3台体制で臨む。

　モータースポーツを通して、水素やカーボンニュートラル燃料のサプライチェーン構築やクルマで使う選択肢を広げる取り組みを加速させる。

2022年に披露した移動式液体水素ステーションと液体水素搭載水素エンジンカローラのコンセプト［クリックで拡大］ 出所：トヨタ自動車

水素エンジンカローラのこれまで

　今回、水素エンジンカローラの燃料となる水素が気体から液体に変わるため、燃料供給装置を液体水素向けに変更する。エンジン自体は従来と同様だ。

　液体水素は体積当たりのエネルギー密度が向上できる。富士24時間レースに向けて、満充填からの走行距離はこれまでの約2倍、充填時間は1分半を目標とする。また、年間を通じてエンジン性能や走行距離、充填時間の改善を進める。ただ、液体水素は充填や貯蔵の際に−253℃以下に温度を保つ必要があり、低温環境に対応した燃料ポンプの技術開発が必要になる。自然に気化する水素への対応、車載用液体水素タンクの法規なども課題となる。

2022年に披露した車載液体水素システム［クリックで拡大］ 出所：トヨタ自動車

　気体水素は液体水素よりもシステム構成がシンプルになるなど、気体と液体で水素には異なるメリットや課題がある。特性を生かした使い方を確立するため、気体水素と液体水素の両方で開発を進めていく。

　水素エンジンカローラは、2021年5月にスーパー耐久シリーズに初参戦して以来、2年間にわたって出力やトルク、走行距離、充填時間などを改良してきた。今シーズンは燃料の水素を気体から液体に変更して参戦することが目標だったが、第1戦の鈴鹿大会に向けた2023年3月8日のテスト走行中に車両火災に見舞われた。

　車両火災の要因は、エンジンルームの気体水素配管から水素が漏れたことだった。燃料の水素を気体から液体に変更したことが直接の原因ではなく、車両の振動による配管結合部のゆるみが水素漏れを引き起こした。配管の結合部がエンジン近辺にあったため、漏れた水素が熱されて引火したという。水素リークセンサーによるフェイルセーフが正常に作動したことで大幅な延焼は回避した。水素漏れの原因となった配管の設計を見直すことで、より安全な車両を開発するとしている。

新たに9社が参加

　水素エンジンカローラの液体水素関連技術には新たに参加する9社を含め39社が関わっている。水素エンジンカローラの燃料となる液体水素は、川崎重工が建造した液化水素運搬船「すいそ ふろんてぃあ」によって2022年2月に豪州から輸送された褐炭水素の一部を使用する。

　サーキットに設ける移動式の液化水素ステーションは岩谷産業が担当する。液体水素は圧縮気体水素をつくるために必要な圧縮機や水素を冷却するプレクーラーなどの設備が不要になるため、ステーション自体を気体水素と比べて4分の1程度に小型化できる。また、ガソリン車と同じようにピットエリア内で燃料を充填できる。充填時に昇圧の必要がないため、複数の車両に連続して充填することもできる。

液化水素運搬船「すいそ ふろんてぃあ」［クリックで拡大］ 出所：HySTRA

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