〈特別企画 次世代技術の開発を目指して〉次世代燃料電池の開発動向
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(2) 1つ の セ ル か ら取 り出 せ る電 流 は 小 さい が,セ パ レー タ(バ イ ポ ー ラ ー プ レー ト)と い う部 材 を介 して 多 くの セ ル を 直 列 に積 層 した ス タ ッ ク を 構 成 す る こ とで 所 望 の 電 力 量 を取 り出 す こ とが で き る.表1に. 各FCの. 特 徴 を ま とめ た.FCは. が 決 め られ,作 動 温 度 や セ ル 構 成 材 料 もFCの に 電 極 反 応 はFCに. 種 類 に よ っ て 異 な る.表1中. に 記 載 した よ う. よ っ て 異 な る が,両 極 を 合 わ せ た 全 反 応 は水 素 が燃 焼 して 水 が 生 成 す る. 反 応 で 同 じで あ る.FCの る.な お,表1以. 用 い る 電 解 質 の 相 違 に よ っ て名 称. 種 類 は英 語 の 略 称 で 呼 ば れ る こ とが 多 く本 稿 で も以 下 略 称 を 用 い. 外 に も例 え ば 東 芝 が モ バ イ ル 機 器用 の 充 電 器 と し て 最 近 実 用 化(商. 「DynarioTM」,デ. ィナ リオ)9)し た 直 接 メ タ ノー ル 燃 料 電 池(DMFC)な. 品名. どが あ る が本 稿. で は割 愛 す る.. 3.FCの FC共. 特徴 と用途 お よび政 策的意 義 通 の長 所 は,エ. ン ジ ン や タ ー ビ ン を 使 用 す る発 電 機 と比 べ る と効 率 が 高 く,発 電 規. 模 を小 さ く して も効 率 が 落 ち な い.ま た,大 気 汚 染 物 質 を排 出せ ず 騒 音 も大 幅 に少 な い な ど の 特 徴 を持 つ.一 般 に火 力 発 電 所 の発 電 効 率 は 約40%,残. りの 約60%は. 熱 と して廃 棄 され. て い るが,電 気 と熱 を必 要 とす る 都 市 部 の 大 小 の 事 業 所 や 家 庭 な どにFCを. 設 置 す れ ば,発. 電 時 に 生 じ る熱 が 有 効 に 利 用 で き る の で エ ネ ル ギ ー 総 合 利 用 効 率 が80∼90%と く な る.こ の よ うな 分 散 型 ・コー ジ ェネ(熱 効 果 とCO2低. 電 併 給)シ. 減 効 果 を 見 込 む こ と が で き る.図1に. 飛 躍 的 に高. ステ ム が普 及す れ ば大 きな省 エネ. 現 在FCに. 期 待 され て い る様 々 な 用 途. を 示 した.上 記 用 途 の他 に 自動 車 ・バ ス 等 か らバ イ ク ・車 椅 子 等 ま で 大 小 様 々 な 移 動 体 や,. 巳 些・. 当 藺幽. 蟻 鋼. バス. 」 ■2腰● 一一. 轟,一:. 弩オ ー 伽、. 自動車 ・ バ ス ・フオーク リフトな ど移 動 体. PEFC 補 助電 源"一 ∼. 、、. 補 助 電 源 ・ポ一タブル電 源 、 船舶 ・ 鉄道その他 の移 充電器 など 動体. 圃i盛. PEFC. PEFC,DMFC. 船舶 ポ ータブル 発 電 機. 騨1 ＼. 図1燃. 町一 _. 酵r. 遵 ■ 畠 モバイル充電器. 車椅子. ∫ 〆 航空機 宇宙. 匙. 二. 料 電 池 に 期 待 され て い る 多 様 な 用 途(実 用 化 され て い る も の も含 む). 一38一.
(3) 補 助電 源 ・ モ バ イ ル 用 電 源 等 の 多 様 な用 途 が 期 待 され て い る.中 で も期 待 が 大 き い の がFCV 等 の移 動 体 用 途 で あ る.そ あ る が,そ. の 理 由 は 身 近 で 規 模 が 大 き い 自動 車 産 業 に 関 す る とい うこ と も. の 実 用 化 が 近 未 来 の 地 球 環 境 に と っ て 不 可 欠 と考 え られ る か らで あ る.世 界 の. 運 輸 部 門 のCO2排. 出 量 は 全 排 出 量 の23%も. 占 め て お り,地 球 温 暖 化 防 止 視 点 か ら運 輸 部 門. の排 出 量 低 減 対 策 が 喫 緊 の 課 題 に な っ て い る.半 面,自 動 車 の世 界 市 場 は 約7,000万 (2008年)と. 増 加 し続 け,そ. の 要 因 と な っ て い る新 興 国 市 場(48%占. わ た り増 加 す る と予 測 され て い る10).こ. 有)が. 台弱. 今 後 と も長 期 に. の よ うな観 点 か らす で に 多 様 な 高 燃 費 の 次 世 代 自. 動 車 が 開発 され 一 部 導 入 され て い る.し か し,先 進 各 国 が 合 意 して い る2050年. に排 出量. 80%削 減 とい う長 期 的 目標 や 今 後 想 定 され る石 油 資 源 の 高 騰 ・枯 渇 の 諸 問 題 を 勘 案 す る と, も はや 現 行 の 低 燃 費 車 や ハ イ ブ リ ッ ド車 等 で は 不 十 分 で,将 来 の 大 幅 なCO2低 す る の はEVとFCVし EVは. 減 を可能 に. か な い とい うの が 主 要 自動 車 メ ー カ の 一 致 した 意 見 と な っ て い る.. 現 在 リチ ウ ム イ オ ン電 池 等 革 新 的 二 次 電 池 の 開 発 が 行 わ れ て い る が,基 本 的 に 一 充 電. 走 行 距 離 が 短 い ・充 電 時 間 が長 い とい う課 題 解 決 に は 限 界 が あ っ て 小 型 ・短 距 離 向 き 車 両 が 主 流 に,大 型 ・長 距 離 用 途 に はFCVが FCを. 必 要 と考 え て い る.. エ ネ ル ギ ー 政 策 か ら見 る と,CO2削. 原 子 力,再. 減 効 果 は も ち ろ ん,燃 料 とな る水 素 は 化 石 燃 料,. 生 可 能 エ ネ ル ギ ー の 全 て の 一 次 エ ネ ル ギ ー か ら製 造 で き 特 定 の 化 石 燃 料 資 源 に. 制 約 され な い,つ. ま り資 源 を保 有 しな い 国 ・地 域 に お い て は エ ネ ル ギ ー 安 全 保 障 に 寄 与 す. る こ と に な る.ま た,将 来,「 低 炭 素 社 会 」 と並 行 して 電 気 と水 素 を 主 要 な 二 次 エ ネ ル ギー とす る 「 水 素 社 会 」 へ 移 行 す る とす れ ば,FCは め て 重 要 な 技 術 に な る.一 方,産. 水 素 エ ネ ル ギ ー 導 入 の 最 初 の扉 を 開 け る極. 業 政 策 面 か ら見 る と,エ ネ ル ギ ー 供 給 産 業 だ け で な く,. 前 述 の よ うに 大 規 模 で 裾 野 の 広 い 産 業 な ど にFCが. 普 及 す れ ば,持 続 可 能 な 新 しい 先 端 産 業. 分 野 が 国 内 外 に 拓 か れ て 世 界 経 済 の拡 大 に 大 き く寄 与 す る こ とが 期 待 され る.. 4.各. 種FCの. FCの. 開 発 経 緯 と現 状. 歴 史 は 古 く,1801年. 英 国 デ ー ビー 卿 が原 理 を発 見,1839年. 英 国 の グ ロー ブ 卿 が 白. 金 電 極 と稀 硫 酸 を 用 い て 実 際 に発 電 した 実 験 が 始 ま り と され る.し か し,そ の 実 用 化 は, 1965年. の 米 国 ジ ェ ミニ5号. (以 下PEFCと たUTC社. 略)や,そ. 有 人 宇 宙 船 に 搭 載 され た 米 国GE社 の 後 の 宇 宙 開発(ア. 製 の ア ル カ リ形 燃 料 電 池(AFC)ま. これ ら のFCは. ポ ロ計 画,ス ペ ー ス シ ャ トル)に. で120年. 宇 宙 船 中 の 発 電 と同 時 に 生 成 した 水 を飲 料 水 に利 用 す る とい う特 殊 用 途 で. 期 待 され る よ うに な っ た 経 緯 と,各FCに な影 響 を与 え たPEFCに. れ が 図1の. よ うな 多 様 な 用 途 が. つ い て 最 近 の動 向 を 以 下 に ま とめ る.な お,大 き. つ い て は 次 節 で や や 詳 し く述 べ る.. ン 酸 形 燃 料 電 池(PAFC). 民 生 用 開 発 の 始 ま り とな っ た の は米 国 の 定 置 用PAFC開 年 ∼)で あ っ た.日 本 の 本 格 的 なFC開 工 業 技 術 院:1993年 SOFCの. 採 用 され. 以 上 も の長 い 空 白 が あ っ た.し か も,. あ っ た た め 一 般 の 人 に は ほ と ん ど知 られ て い な か っ た.そ. 4.1.リ. 製 の固体 高分 子形燃 料 電池. 発 は1981年. 発 計 画(TARGET計. か ら の ム ー ン ラ イ ト計 画(旧 通 商 産 業 省. か らは ニ ュ ー サ ン シ ャ イ ン 計 画)に お け るPAFCお. 研 究 開 発 で あ っ た.中 で もPAFCに. 画:1972. よ び 後 述 のMCFC,. つ い て は 開 発 当初 か ら大 型 化 技 術 開 発 を 目指. 39.
(4) し最 終 的 に は1MWパ 百kW)の. イ ロ ッ トプ ラ ン ト開発 が 実 施 され た.1992年. か らは 中規 模 分 散 型(数. フ ィー ル ド実 証 試 験 が 開 始 され,当 初 電 解 質 溶 液 の 逸 散 等 に よ る性 能 劣 化 や 周 辺. 機 器 等 に よ る トラ ブ ル が 生 じた も の の 最 終 的 に は耐 久 性 を確 保 し,コ ス トも 当初 の1110以 下(百 万 円 以 下/kW)に. 低 減 され90年. 代 後 半 に 実 用 化 へ 始 動 した.し か し,そ の 頃 に は. 競 合 技 術 の ガ ス エ ン ジ ン コー ジ ェ ネ な どの 効 率 向 上 や コ ス ト面 で 勝 て な い 問 題 も あ っ て 本 格 的 な 普 及 に 至 っ て い な い.現 製 の100kWだ. 在 で は 米 国UTCPower社. け が 販 売 され て い る.富. の200kWと400kW,富. 士電機. 士 電 機 で は現 在 ま で の 販 売 台 数 は25台. で,6万. 間 の 設 計 寿 命 を 持 つ 商 品機 も販 売 し コス トダ ウ ン と市 場 開 拓 を 目指 して い る11).な UTC社. で は400kWシ. ス テ ム を$2,500/kWで. 4.2.溶. 融 炭 酸 塩 型 燃 料 電 池(MCFC). ム ー ン ライ ト計 画(1981年 作 動(650℃)で. ∼)で 研 究 開発 が 開 始 され たMCFCは. あ る た め排 熱 の利 用 価 値 が 高 い,PAFC等. ま で の 開 発 が 進 め られ た.日. 発 電 効 率 が 高 く高 温. に必 要 な 貴 金 属 触 媒 が 不 要,ス 規 模 分 散 型 発 電 用 途 を 目 的 と して. 本 で は 多 く の 企 業 が 参 画 した が,プ. と と も に 開 発 が 停 止 され 実 用 化 され て い な い.現 等 が 商 品 化 し,250kW∼2800kW級. お,米. 提 供 で き る と発 表 して い る.. タ ッ ク 内 部 で 燃 料 改 質 が で き る な ど の 特 徴 を 持 ち,大 MW級. 時. 在,米. ロ ジ ェ ク トの 終 了. 国 のFue1Cel1Energy(FCE)社. 発 電 装 置 を 国 内 外 に 販 売 して い る.食 品 業 界 な どの 排. 水 処 理 で 得 られ るバ イ オ ガ ス を対 象 に 米 国 で 導 入 が 進 ん で い る(64台,計19MW:∼2008 年).日. 本 で は 丸 紅(株)がFCE社. と提 携 し,キ. 理 設 備 な どへ の 導 入 例 が あ る.一. リン ビー ル や 自治 体(福. 方,最 近 で は 韓 国 の 大 手POSCOPower社. 料 電 池 実 用 化 推 進 プ ロ グ ラ ム の な か で,上 記 米 国FCE社 22.5MW)を. 岡 市)の 排 水 処 等 が政府 の燃. と提 携 して 大 規 模 なMCFC(計. 設 置 し,ソ ウル だ け で な く地 方 都 市 へ そ れ ぞ れ 数 十MW級. シ ス テ ム を導 入 し. つ つ,技 術 開 発 に よ り世 界 市 場 へ 展 開 を 図 る動 向12)が 注 目 され て い る. 4.3.固 SOFC技. 体 酸 化 形 物 燃 料 電 池(SOFC) 術 は 米 国 で 先 行 して い た が,作 動 温 度 が1,000℃ 付 近 と い う高 温 に 起 因 す る 困 難. な 技 術 的 課 題 が 多 く,日 本 で は10kW級 記 ム ー ン ライ ト計 画(1981年. を 目的 と して 主 に 基 礎 技 術 や 要 素 技 術 の 蓄 積 が 前. ∼)で 行 われ た.近. 年 に な っ て 世 界 的 に セ ラ ミ ッ ク ス材 料 加 工. 技 術 が 進 展 して 耐 熱 衝 撃 性 の 向 上 や 電 解 質 の 薄 膜 化(10μm以 低 温 化(1,000→700℃)が SOFCの. 事 業 で2007年. 料 と してCOも. ご ろ か ら延 べ130台. 以 上 の0.7kW家. 久 性 な ど一 層 の 改 善 が 進 め られ て い る.参 画 企 業 は,大 鉱 日石 エ ネ ル ギ ー の グ ル ー. プ 等 で あ る.海 外 で は家 庭 用 分 野 で はCeramicFue1Cells社(オ の 分 野 で は 日本 が リー ド して い る.EUの. ロ ジ ェ ク トや 船 舶 用FCの. の実証. 庭 用 シ ス テ ム の 実 証 試 験 が な され て い. 阪 ガ ス ・京 セ ラ ・トヨ タ ・ア イ シ ン の グル ー プ,TOTOやJX日. ー ス トラ リア)な. プ1コグ ラ ム の 中 で 大 型SOFCの. どが あ 開発 プ. 商 品 化 を 目指 した 開 発 もな され る な ど,世 界 的 に見 れ ば 欧 州 の 研. 究 開 発 が 盛 ん で あ る.米 国 で は100MW級 10kWク. 使 用 で き るな どの 特. 在 日本 で 注 目 され て い る用 途 は 家 庭 用 コ ー ジ ェ ネ へ の 適 用 で あ る.国. る.高 い 発 電 効 率 も実 証 され,耐. る が,こ. に よって作 動温 度 の. 可 能 に な る な ど各 国 で新 た な 実 用 化 開 発 が 活 発 に な りつ つ あ る.. 特 徴 は 高 い 発 電 効 率,燃 料 改 質 器 が 不 要,燃. 徴 を持 つ.現. 下)等. を最 終 目標 と した プ1コジ ェ ク トも あ る が,数. ラ ス の 実 証 試 験 が行 わ れ て い る.ま た,古. 40. くか らSOFCに. ∼. 期 待 され て い た 大 規 模.
(5) 発 電 用 途,例. え ば 天 然 ガ ス を燃 料 と したSOFC・. た 数 十 万kW級. ガ ス ター ビ ン ・蒸 気 ター ビ ン を複 合 させ. 以 上 の超 高 効 率 発 電 シ ス テ ム(目 標:発. 電 効 率70%)の. て い る.ま ず 小 規 模 用 途 で 実 用 化 技 術 と して の 地 歩 を 固 め,さ. 検 討 な ど も行 わ れ. ら な る技 術 的 進 展 に よ っ て. 大 規 模 化 に 進 め ば期 待 で き る用 途 が 今 後 拡 大 す る と考 え られ て い る.. 5.固. 体 高 分 子 形 燃 料 電 池(PEFC)の. 5.1.自. 開 発経緯 およ び用途 の 開発動 向. 動 車用 途. 前 記 ジ ェ ミニ 宇 宙 船 に 搭 載 され たPEFCの 設 備 等 を宇 宙 用FCの. 開 発 は,GE社. 競 争 相 手 で あ っ たUT社. が1985年. に 中止 し,そ の 技 術 ・. に 売 却 し開 発 が 途 絶 え た よ うに 見 え た.と こ. ろ が,カ ナ ダ の ベ ン チ ャ ー 企 業(BallardPowerSystem:BPS社)が,エ. ンジ ニア リング. を 駆 使 す れ ば 民 生 用 途 に 実 用 化 で き る との 信 念 で 開 発 を進 め て い た.1990年 質 膜(米 国Dow社. に低抵 抗 電解. 製)を 用 い て 非 常 に優 れ た性 能 デ ー タ を 公 表 し,ま た 他 機 関 で 白金 触 媒. の 低 減 法 の 提 案 され た こ とに よ っ て一 躍 専 門 家 間 の 注 目を浴 び た.米 国 エ ネ ル ギ ー 省(DOE) は,FCV用. 途 を 前 提 にGMグ. ら小 規 模10kW級PEFCの. ル ー プ を核 に した プ ロ ジ ェ ク トを発 足,日. 本 で も1992年. か. 開発 を 目指 した 国 の プ ロ ジ ェ ク トが 発 足 した.一 方,1994年. に. DaimlerBenz社(現Daimler社)が (NECAR1),お. よ び1996年. ン ク を 搭 載 したFCハ. 上 記BPS社. のFCス. に2号 車 とFCバ. イ ブ リ ッ ド車(FCHV)を. ス を公 表,ト. に 量 産 ・販 売(4万. ヨ タ も 同年 に水 素 吸 蔵 合 金 タ. 発 表 した.こ の 時 点 で は未 来 車 の 単 な るデ. モ ン ス トレー シ ョ ン と認 識 され て い た が,1997年 社 が 加 わ っ て2004年. タ ッ ク を 搭 載 した 最 初 の試 作 車FCV. 台1年)す. にDaimlerBenzとBPS社,後 る 共 同事 業(事. にFord. 業 規 模1,000億. 円程 度). を公 表 し,一 気 に マ ス コ ミの 注 目 を浴 び る と と も に 国 際 的 な 技 術 開発 競 争 が激 化 した.日 本 で は,こ の よ うな 状 況 変 化 に応 え るた め にPEFCの 研 究 開 発 が加 速 され,導 入 の た め の 一 部 規 制 緩 和 も な され た .2001年,実 用 化 を推 進 す る 民 間 レベ ル の 協 議 会 と して燃 料 電 池 実 用 化 推 進 協 議 会(FCCJ)を. 設 立,経 済 産 業 省 の 実 証 試 験 研 究 補 助 事 業 の も と に,FCV. と水 素 ス テ ー シ ョ ンの 実 用 化 を 目指 した 水 素 ・燃 料 電 池 実 証 プ ロ ジ ェ ク トJHFC(2002∼ 2010年. 度),家. 庭 用FCの. 実 用 化 を 目指 した 定 置 用 燃 料 電 池 大 規 模 実 証 事 業(2005∼2009. 年 度)が 実 施 され た. 表2に. 世 界 の 自動 車 メ ー カ が 公 表 したFCV(コ. を 年 表 に ま とめ た.こ. ンセ プ トカ ー も含 む,FCバ. の 間 の 技 術 的 変 遷 に つ い て 触 れ る.当 初,燃. ス は省 略). 料 水 素 の イ ン フ ラ整 備. が 困 難 と して ガ ソ リンや メ タ ノ ー ル を オ ン ボ ー ド(車 上)で 改 質 す る水 素 製 造 方 式 が模 索 され た が,ト 題,起. ー タル と して 高 い 効 率 が 望 め な い こ と,電 極 被 毒 の 原 因 とな るCO処. 理の問. 動 に 時 間 を要 す る こ と,部 品 点 数 が 増 加 し信 頼 性 や 将 来 の 経 済 性 の 確 保 が 困 難 な ど. の 理 由 か ら,純 水 素 を供 給 す る方 式 が 主 流 を 占 め る よ うに な っ た.一 方,水. 素 タ ンク に関. して は,水 素 吸 蔵 合 金 や 液 体 水 素 も検 討 され た が,前 者 は重 い,後 者 は ボ イ ル オ フ(蒸 発) の 問 題 等 が あ り,工 業 的 に 取 り扱 い ・安 全 性 技 術 に 古 く か ら実 績 が あ る圧 縮 水 素 を用 い る 高圧 タ ン ク 方 式(35MPaと70MPa)に は,当 初FC単. 収 敏 して い っ た.ま. た,FCVの. 駆 動 方 式 に 関 して. 独 で低 出 力 か ら高 出 力 を ま か な う方 式 が 主 流 で あ っ た が,ト ヨ タ が 当 初 か ら. 採 用 した ハ イ ブ リ ッ ド方 式,つ ま り二 次 電 池 等 を搭 載 しFCを. 41. 効 率 の よい作動 範 囲で駆 動す.
(6) る こ と に よ っ て 高 効 率 化 を 図 る 方 式 に 比 較 的 早 く か ら移 行 し て い る.表2中,下 は ハ イ ブ リ ッ ドで は な い 車 種,○ FCVの. 印 は 日本 の 上 記FCV走. 実 車 走 行 フ゜ロ グ ラ ム は1999年. で 初 め て 開 始 さ れ,そ. れ 以 降,日. ン の 設 置 と と も に 各 地 域 で 実 施 さ れ て き た.当 温 始 動 性,耐. 久 性 の 問 題 も 徐 々 に 解 決 さ れ,車. と 遜 色 が な い ほ ど に 進 化 し て き て い る.例 な ど で は 一30℃ の 低 温 始 動 を 達 成 し.航 積/水. 行 実 証 試 験 に 参 画 し た 車 種 を 示 す.. カ リ フ ォ ル ニ アFCパ. 米 欧 でFCVやFCバ. ー トナ ー シ ッ フ゜(CaFCP). ス の走行 実証試 験 が水 素 ステー シ ョ. 初 のFCV開. 発 の課 題 で あった走 行距 離. Clarityで. た,FCVの. 達 成 され て い る.し. え ば,ト. ヨ タFCHVadv,ホ. 続 距 離(10・15モ. ン ダFCXClarity. ー ド)も そ れ ぞ れ830km(タ. 将 来 目 標 値 で あ っ た 走 行 エ ネ ル ギ ー 効 率60%以. な ど の 技 術 的 課 題 も 残 さ れ て い る が,な. は 前 記 協 議 会FCCJが い る(2010年7月).最 ト ヨ タ,日 ガ ス,東. 産,ホ. 導 入 に 関 し て は,耐. とJX日. の 中 で どの よ うに普 及 して い くか につ い て. 鉱 日 石 エ ネ ル ギ ー,出. を 量 産 化 し 一 般 消 費 者 向 け に 販 売,エ. 光 興 産,昭. に よ る も の で,自. ネ ル ギ ー 事 業 者 が4大. 界 の 主 要 自動 車 メ ー カ に よ っ て公 表 され たFCVの. ',"畠. 産化. の シ ナ リ オ に 沿 っ た 共 同 声 明 が な さ れ た.. 京 ガ ス な ど エ ネ ル ギ ー 事 業 者10社. 表2世. 素 タ ン ク,量. 水 素 ス テ ー シ ョ ン の 普 及 に 向 け た シ ナ リオ 」13)を 策 定 し て. 近(2011年1月),そ ン ダ の3社. 久 性,水. 上 も. に よ り も 車 体 価 格 の低 減 と水 素 供 給 イ ン フ ラ の 構. の 課 題 が あ る.そ. 「FCVと. ン ク容. ガ ソ リ ン車 と ほ ぼ 同等 レ. か し,FCVの. 築 と い うハ ー ドル の 高 い2つ. 低. と し て の 走 行 性 能 も 同 ク ラ ス の ガ ソ リ ン車. 素 圧 力:156G/70MPa),620km(同:171◎/35MPa)と. ベ ル と な っ て い る .ま. 線 の車 種. 和 シ ェ ル 石 油,大. 動 車 メ ー カ が2015年. にFCV. 都 市 圏 を 中心 に 水 素 ス テ ー シ. 歴 史(年 号 は 発 表 年). ゜ 【 σ` .閥'朝'ムq:】'1'`蓼 1邑1■. II・1!・lllECAR1 ゜2、.NECAR2. RAV-4. '3】NECAR3. NRAV4 一. ●圏 ●1● 」●. ■. 心 匝 朋.1■ ■ 晶 圃■■■■. ■. Mazda Slntra Zafira. ● ●1●. NECAR4. Olo. NECAR5. HydroGenl. NE4-adv. Precept. Mazda R'nessa. FCX-Vl. P2000HFC. FCX-V2 FCX-V3. THINKFC5. EUCaperl. 曲. SantaFe. Focus. Commander ll. Natrlum. FCHV-3,4. 塾 NECAR52. FCHV-5. OlOF-Cell(Aク. ラ. FCHV. ス). Ol. Treo. ChebyS10 蟹. 血 曲 幽. X正RRA. FCX-V4. CQVIe. SantaFe. Flat,Mltsublshl, Peugot、Mazda. X-TRAIL. FINE-S,N. FCX. Forcus-ad. Hypower. Peugeot. 蟹. Klwaml. Flat,Mltsublshl, Shanghai Tacskon. lOl」 」. Oll. F600. FCHV. lOl・. ll. gl乙. EcoVoyger. ll・. B-ClassFBIue-ZerQ. 阪. OFCHVadv. SEQUEL SIRRORD. OX-TRAIL. Shanghal. OEqUlnQX. FCX. Explorer. HydroGen4. Puyo OCIarlty. Aistream. Provoq. Scenic. Shanghal. FC-Sport. Spaceup Touran Tiguan Passat. i-Blue. Fiat. Tacsonπ. OSX4FCV. Kia,Peugeot ,Shanghal Peugeot,. 出 所)FuelCells2000(11ww筏Mfuelcells.org)の. デ ー タ ベ ー ス よ り 作 成.. 42. 個i凸 昌.
(7) ヨ ン を 約100箇. 所 配 備 す る と の 内 容 で あ る.ト. わ れ た が,現 状1110以. 下 の1千. ヨ タ に よれ ば 車 体 価 格 は 過 去 億 円 単 位 とい. 万 円程 度 に な っ て お り,2015年. 販 売 した い と して い る.欧 米 で も2015年. に は5百. 万 円以 下 に して. ご ろ 実 用 化 開 始 年 を 当 面 の 目標 と して お り世 界 の. 主 要 自動 車 メ ー カ が ほ ぼ 歩 調 を合 わせ て い る.. 5.2.家. 庭 用 コ ー ジ ェ ネ シ ス テ ム お よ び 最 近 注 目 され る そ の 他 の 用 途. 前 記 の 経 産 省 の 定 置 用 燃 料 電 池 大 規 模 実 証 事 業 に お い て,3,000台 証 評 価 に基 づ い て 改 良 が 重 ね られ,2009年. 以 上 の 家 庭 用FCの. 実. か ら 国 の 補 助 金 制 度 の も とに 商 品名 を 「エ ネ フ. ァ ー ム 」と統 一 し,ガ ス 会 社 を 中心 に 販 売 が 開 始 され た.2009年. 度 は5,258台. が 販 売 され,. 今 後 の 拡 大 が 期 待 され て い る.FCシ ス テ ム はパ ナ ソニ ッ ク,東 芝,JX日 興 日石 エ ネ ル ギ ー が そ れ ぞ れ 製 作 して い る .最 近 の エ ネ フ ァー ム の 新 機 種 に 関 す る プ レ ス リ リー ス(2011 年2月:東. 京 ガ ス,パ ナ ソ ニ ック)を 見 る と,世 界 最 高 の発 電 効 率40%(LHV基. 利 用 も含 め た 総 合 効 率 が90%(LHV)と 削 減 等 に よ っ て 現 行 品 よ り70万. 大 幅 な 高 効 率 化 が進 み,か. 準),熱. つ小型 化 や部 品点数 の. 円低 価 格 化 が で き た と発 表 され て い る.以 前 か ら飛 躍 的 な. 普 及 に は 技 術 開発 と量 産 効 果 で50万. 円 以 下/kWま. で の 低 減 が 必 要 と言 わ れ て き た が,普. 及 と と も に 徐 々 に低 価 格 化 が 進 む とい う期 待 と可 能 性 を抱 か せ る発 表 で も あ る. 上 記FCVや. コー ジ ェ ネ 以 外 で 最 近 注 目 され る用 途 は,バ. ォ ー ク リフ トで あ る.2007年. ック ア ップ 用 電 源 とFC駆. 動フ. 以 降 米 国 の税 額 控 除 制 度 の 下 で 急 速 に 実 用 化 が進 ん で い る.. バ ッ ク ア ップ 電 源 に 関 して は,停 電 に備 え る通 信 施 設 の バ ッ ク ア ップ 用(1kW∼50kW:需 要 の 中 心 は5kW以. 下)が 中 心 で,従 来 の 二 次 電 池(蓄 電 池)方 式 か らPEFC方. 式 へ の転換. が 急 速 に進 ん で い る.小 型 で 比 較 的 低 価 格 で あ る こ と,流 通 して い る水 素 ボ ン ベ を 補 給 す る だ け で 容 易 に 長 時 間 運 転 が で き る特 徴 を も つ.米. 国PEFCメ. ー カは通信 会 社 に毎年 数 百. 台 納 入 し,イ ン ド等 海 外 の 通 信 会 社 か らの 受 注 も拡 大 傾 向 に あ る. 一方 ,PEFCフ ォ ー ク リ フ ト(4kW∼20kW)に 関 して も,2007年. ご ろ か ら普 及 し始 め. た.米 国 ・カ ナ ダ に は 多 数 の フ ォ ー ク リフ トを 抱 え る大 規 模 な 流 通 セ ン タ ー が 多 数 存 在 し, フ ォ ー ク リ フ トは 昼 夜 な く稼 働 して い る.従 来 の 充 電 に長 時 間 要 す るバ ッテ リー 駆 動 方 式 と比 べ る とFC駆. 動 方 式 は5分. で 水 素 を 充 填 で き,電 池 室 面 積 や 労 働 時 間 等 の メ ン テ ナ ン ス. 経 費 な ど も含 め 経 済 性 に も優 れ る と評 価 され 市 場 が 拡 大 して い る.納 入 先 と納 入 台 数 の 例 を あ げ る と,Sysco(300台. 以 上),CentralGrocers(220台),Coca-Cola(77台),Nissan. 北 米(60台 以 上)と い っ た 具 合 で あ る3・8).バ ッ ク ア ッ プ 電 源 や フ ォ ー ク リ フ トに 供 給 して い るFCメ. ー カ に は,前 述 のBPS社. や,PlugPower,Hydrogenics,IdaTec,ReliOn社. な. どが あ る.. 6.お. わ りに. 各 種FC全 本 文3.節. 体 の 簡 単 な 開 発 経 緯 と,実 用 化 開発 に 関 す る最 新 動 向 に つ い て 述 べ た.FCは. に 述 べ た よ うに 政 策 的 意 義 が 大 き い が,現 段 階 で は 総 じて 経 済 性 が 不 十 分 で 自立. 的 な 市 場 導 入 が 困 難 で あ る.こ. の た め 各 国 政 府 と も各 種 支 援 ・助 成 制 度 で 導 入 ・普 及 支 援. を 実 施 して い る.今 後 と も継 続 的 な支 援 が 自立 す る ま で 実 施 され る と思 わ れ る が,こ. 43. の間.
(8) に 経 済 性 や 信 頼 性 の 向上 の た め の 一 層 の研 究 開 発 の 加 速 促 進 が 必 要 で あ る.今 回,「 学 」 の 役 割 で あ る将 来 の 産 業 基 盤 的FC研. 究 の 課 題 や 動 向 に は 触 れ な か っ た.日 本 で は 一 般 に 国 際. 競 争 力 を もつ 「 産」 が 「 学 」 に要 望 す る の は,例 え ば 安 価 な 白金 代 替 触 媒 の 開 発 な ど 「 産」 で は 取 り組 み が 難 しい 長 期 的 課 題 の 研 究 が 多 い.研. 究 開 発 の加 速 推 進 に 関 し て は 従 来 か ら. 政 府 系 研 究 開 発 推 進 機 関 が 産 学 横 断 的 ・集 中的 な 取 り組 み を行 っ て い る と こ ろ で あ る が, 近年 「 産 学 」 研 究 レベ ル が 急 速 に 向 上 しつ つ あ る 中 国 等 の 参 入 を 目前 に して,ノ. ウハ ウ 的. な 技 術 課 題 で あ っ て も 可 能 な範 囲 で 開 発 現 場 の 情 報 を 「 学 」 に い ち 早 く伝 え 活 用 す る 予 算 的 に柔 軟 で か つ 情 報 管 理 に規 律 の あ る 「 産 学 連 携 」 の新 しい 仕 組 み も必 要 と思 わ れ る.. <参. 考 資 料>. 1)J.Butler,「Semi△nnualPatentReviewMay2010」FuelCellTodayHPよ. り.. 2)「2010HydrogenandFuelCellGlobalCommercialization&DevelopmentUpdate」, InternationalPartnershipforHydrogenandFuelCellsintheEconomy(IPHE)HP. 3)「TheBusinessCasefbrFuelCells:WhyTopCompaniesPurchasingFuelCell Today」(Sept.2010),FuelCellsHP 4)「2008FuelCellTechnologiesMarketReport」(June2010)USADOEのHP. 5)「 燃 料 電 池 6)水. 素. ・水 素 技 術 開 発 ロ ー ド マ ッ プ2010」NEDOHP.. ・燃 料 電 池 実 証 プ ロ ジ ェ ク ト(JHFC)のHP,日. の 実 証 試 験 評 価 結 果,セ. 本 のFCVや. 水 素 ス テ ー シ ョン. ミ ナ ー 資 料 や 調 査 報 告 等 を 見 る こ と が で き る.. 7)U.S.Dept.ofEnergy(DOE),EnergyEfficiency&RenewableEnergyHP. 8)FuelCell2000HP.世. 界 の 動 向 や 各 種 デ ー タ ベ ー ス を 掲 載.. 9)「 モ バ イ ル 燃 料 電 池(Dynario:デ 10月22日),東. ィ ナ リ オ)の. 発 売 に つ い て 」 プ レ ス リ リ ー ス(2009年. 芝HP.. 10)次. 世 代 自 動 車 戦 略2010(経. 11)吉. 岡. 産 省 製 造 局 自 動 車 課),自. 動 車 工 業 会HP.. 浩,「 リ ン 酸 形 燃 料 電 池 の 展 望 」,水 素 エ ネ ル ギ ー シ ス テ ム,Vbl.35,No.2,15(2010).. 12)Jung-TaeHwang,「MoltenCarbonateFuelCellApplicationandBusinessStatusof POSCOPower」 13)燃. 水 素 エ ネ ル ギ ー シ ス テ ム,Vbl.35,No.2,19(2010).. 料 電 池 実 用 化 推 進 協 議 会(FCCJ)HP.. 44.
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