大分大学と日立ハイテクが共同で燃料電池の長寿命化技術を開発

大分大学理工学部の衣本研究室は、日立ハイテクと協力し、AI技術を利用した固体高分子形燃料電池（PEFC）の長寿命化に関する研究成果を発表しました。この研究は、国立研究開発法人である科学技術振興機構（JST）の革新的GX技術創出事業（GteX）の一環として進められています。

PEFCは、電解質として高分子材料を使用し、水素と酸素の化学反応によって電力を生成する燃料電池の一種で、環境に優しいエネルギー源として注目されています。最近の環境問題に対する意識の高まりから、カーボンニュートラルの実現が求められる中で、PEFCの必要性が極めて重要視されており、特に長寿命化、高出力化、低コスト化が求められています。

大分大学の独自技術である「同一箇所電界放出型走査電子顕微鏡技術」（IL-FE-SEM技術）を用いて、PEFC用の電極触媒の劣化メカニズムを解明し、より長寿命のPEFCを開発するための研究を進めています。日立ハイテクは電子顕微鏡を開発・製造・販売し、観察画像解析において豊富な知識を有しています。この観察技術とAI技術を組み合わせることで、PEFCの研究開発が加速しています。

本研究では、PEFC用の触媒に一定の電圧を繰り返し加える劣化試験が実施され、触媒の耐久性や表面劣化について、IL-FE-SEM技術を使い、日立ハイテクのAIによる画像解析技術を用いて評価されています。大分大学は、プラチナ粒子の有効表面積（ECSA）が減少する劣化メカニズムを明らかにするため、IL-FE-SEM技術で得られた画像を解析してきましたが、画像数が非常に多く、効率的な解析が課題でした。

そのため、日立ハイテクが提供するAI技術を活用し、画像の中からプラチナ粒子を自動的に検出し、変化を追跡することが可能になりました。この手法により、さらに多くのデータを効率的に収集し、分析が行えるようになりました。今後は、AI技術による粒子検出の精度向上を図り、PEFCの劣化メカニズムをより深く解明し、長寿命化を目指す研究を続けていく予定です。

また、大分大学の学生たちとも協力し、データ解析の知識を習得しながら、新しい技術の育成にも力を入れています。今後の展望として、カーボンニュートラル社会の実現や、燃料電池の持続的な利用に向けた社会的な課題解決に寄与することが期待されています。

本研究は、株式会社日立製作所の技術協力により進行しており、さらなる知見を得るための努力が続けられています。発表予定の「CSJ化学フェスタ2024」では、これらの取り組みの詳細が紹介され、大分大学、日立ハイテク、日立による共同発表が行われるとのことです。

大分大学は、教育学、経済学、医学、理工学、福祉健康科学など幅広い学部を持ち、社会貢献を基本理念として掲げています。日立ハイテクは、広範な事業領域でグローバルな事業を展開し、「見る・測る・分析する」技術を駆使し社会課題への解決に努めています。これらの取り組みから、今後のPEFC技術の進化に期待が高まります。