持続可能な未来に向けた次世代燃料電池技術の革新

日立が創造する革新的な燃料電池技術

新しいエネルギー社会への道

日立製作所が、持続可能なエネルギー社会を実現するために、次世代固体酸化物形燃料電池(SOFC)技術を開発しました。この新技術は、低温での高出力発電を可能にし、環境に優しいエネルギーの提供に寄与することを目指しています。

次世代SOFCの特徴

この技術では、半導体領域での経験を活かして、燃料電池を細かく分割し、それぞれのセルの性能を評価しています。不良セルを事前に選別することで、全体の故障リスクを低減し、信頼性を高めています。具体的には、発電に必要な電解質層の厚みを均一化し、出力密度を向上させることに成功しました。この結果、SOFCの動作温度を約700℃から519℃へと下げることができ、1 W/cm²を超える高出力と信頼性を兼ね備えています。

脱炭素化に向けた背景

現在、世界中で脱炭素化が進む中で、再生可能エネルギーの普及と高効率な分散電源の導入が求められています。SOFCは水素やアンモニア、バイオ燃料など多様な燃料に使用できるため、カーボンニュートラルの実現に寄与する技術として期待が寄せられています。しかし、従来のSOFCは高温動作が必要であり、適用範囲に限界がありました。

技術の詳細とその解決策

日立が開発した新技術では、セル分割および分割管理を利用して小型セルのアレイを形成しています。この方法により、故障のあるセルを排除し、全体の信頼性を向上させることができました。さらに、電解質層の均一化技術により、電子の漏れ電流を抑制し、SOFCの動作温度を下げることに成功しました。これにより、エネルギー効率が向上し、起動時間の大幅な短縮や断熱材の削減が可能になります。

拡張可能なアプリケーション

これまでの高温動作の課題が解消されることで、SOFCの用途は多岐にわたると考えられます。工場の自家発電や災害時の非常用電源としての利用が期待され、産業用分散電源や可搬型電源などさまざまな分野での実用化が見込まれています。

今後の展望

今後、日立はさらなる低温動作化や高出力化の研究開発を進めると同時に、パートナー企業や補機メーカーとの協力を深めていく予定です。これによって、カーボンニュートラル社会の実現に向けた社会実装が進むとともに、持続可能なエネルギー社会の構築に寄与していくことでしょう。

この新技術は、2025年にスウェーデン・ストックホルムで開催される国際シンポジウムで発表予定です。日立のこの挑戦が、新たなエネルギー時代を切り拓く一助となることを期待しています。