水素は、水＋金属＋酸で作れる。

次世代のエネルギーに、水素を使う研究開発が行われています。

経済産業省資源エネルギー庁のホームページによると、水素の利用方法として、水素を酸素と結びつけて発電したり、燃焼させて熱エネルギーとしての利用することができると書かれています。

水素をどこから得るかについてですが、水の電気分解で取り出す方法や、石油や天然ガス、メタノールやエタノール、下水汚泥、廃プラスチックなど、さまざまな資源から得ることができると言われます。　

学校の理科の授業で、水の電気分解で水素を発生させる実験があり、そちらで記憶にある方もいらっしゃるかもしれません。

水素がもつ2つの特徴

エネルギー資源として見た場合、水素には2つの特徴があります。

さまざまな資源からつくることができる

水素は、電気を使って水から取り出すことができるのはもちろん、石油や天然ガスなどの化石燃料、メタノールやエタノール、下水汚泥、廃プラスチックなど、さまざまな資源からつくることができます。また、製鉄所や化学工場などでも、プロセスの中で副次的に水素が発生します。

エネルギーとして利用してもCO2を出さない

水素は、酸素と結びつけることで発電したり、燃焼させて熱エネルギーとして利用することができます。その際、CO2を排出しません。
https://www.enecho.meti.go.jp/about/special/johoteikyo/suiso.html

水素社会ですが、政府も進めていて2014年の時点で、政府が策定した「第4次エネルギー基本計画」で、「水素社会」について検討を進めるべき時期であると記載が盛り込まれたため、少なくとも10年以上前から水素社会を進める計画があったことが読み取れます。

また、水素を海外資源から大量に調達・利用する、製造、貯蔵、輸送技術、水素発電技術。が課題にあるとされていますから、水素を作るための原料を海外から大量に調達する前提で水素社会を構築することになります。

ここで疑問なのは、至る所にあるはずの水素をなぜ海外から大量に輸入する前提なのかとところがあります。皆さんはどうでしょう？

水素社会の構築に向けて

このような水素をさまざまな分野で利活用していく水素社会を構築するには、クリアすべき課題がまだまだ多く残っています。たとえば、海外資源などから水素を大量に調達・利用するための、製造、貯蔵、輸送技術、水素発電技術。また、FCVやエネファームなどにおける燃料電池システムの性能向上とコストダウン。ガソリンスタンドのように水素を充填できる「水素ステーション」のインフラネットワークの拡充、規制の見直しなどです。

こうした課題を解決するべく、2014年4月に政府が策定した「第4次エネルギー基本計画」では、「水素社会」について検討を進めるべき時期であるという記載が盛り込まれました。これを受けて2014年6月には「水素・燃料電池戦略ロードマップ」がとりまとめられました（2016年3月に改訂）。

2017年末に閣僚会議で決定した「水素基本戦略」は、このロードマップの内容を包括しつつ、水素を「カーボンフリーなエネルギー」の新しい選択肢のひとつとして位置づけ、政府全体として取り組んでいくことを目指した方針です。次回は、この「水素基本戦略」の具体的な内容についてご紹介します。
https://www.enecho.meti.go.jp/about/special/johoteikyo/suiso.html

水素を得る方法は、学校の理科の実験にあったように、水の電気分解があります。

水から取れると言うことは、どの国でも入手することができると言うことにもなります。

なぜなら、水はどの国にもあるものだからです。

また、水の電気分解以外にも水素を発生させる方法があり、以下のような実験があります。

こちら↓は、お湯にマグネシウムを浸して水素を発生させる実験動画です。

水＋マグネシウムに、クエン酸を加えると、さらに勢いよく水素が発生する様子が実験動画に収められています。

https://www.kojundo.blog/experiment/716/

酸に金属を入れると水素が発生します。

どのような金属を酸に入れると、水素が発生するのかについては、水素よりイオン化傾向が大きい金属、と言われています。

以下のイオン化傾向の表を見ると、水素に近い順に、Pb(鉛)、Sn(スズ)、Ni(ニッケル)、Fe(鉄)、Zn(亜鉛)、Al(アルミニウム)、Mg(マグネシウム)、Na(ナトリウム)、Ca(カルシウム)、K(カリウム)、Li(リチウム)となっています。

イオン化傾向と酸との反応

イオン化傾向が大きい金属は、電子を失いやすく酸化されやすい性質です。イオン化傾向が大きい方が、反応性が大きいといえます。

そこで、イオン化列を見ながら、酸との反応性を考えます。

イオン化列では、鉛 Pb と銅 Cu のあいだに水素 H₂ が入っています。

これより、Pb から Li までのイオン化傾向が大きい金属は、H より陽イオンになりやすいと考えられます。

つまり Pb から Li までの金属は、酸である水素イオン H⁺ が同じ水溶液に存在したとき、H⁺ に電子を与えて自分が陽イオンになります。

そこで（少し例外はあるものの）、一般に、イオン化傾向が Li から Pb までの金属は、酸に溶けるといえます。

逆に H₂ よりイオン化傾向が小さい Cu から Au までの金属は、酸である水素イオン H⁺ が同じ水溶液に存在しても、陽イオンにはなりません。

そこで（少し例外はあるものの）、一般に、イオン化傾向が Cu から Au までの金属は、酸に溶けないといえます。

酸に溶けると水素 H₂ が発生

H₂ よりイオン化傾向が大きい金属が酸に溶ける場合、H⁺ に電子を与えて酸化されるという反応が起こります。

そのため、金属が溶けて発生する気体は水素 H₂ です。

例えば、アルミニウム Al が塩酸に溶けたとき、水素 H₂ が発生します。Al が電子を放出して陽イオンとなり、H⁺ が電子を受け取って気体の H₂ になります。

Al　→　Al³⁺　+　3 e^－

2 H⁺　+　2 e^－　→　H₂

両式をまとめて整理すると

2 Al　+　6 H⁺　→　2 Al³⁺　+　3 H₂

塩酸に溶かしているので、化学反応式を完成させると以下のようになります。

2 Al　+　6 HCl　→　2 AlCl₃　+　3 H₂
https://business-trigger.tokyo/kk-5-8/