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低温でも動作する固体酸化物燃料電池の開発に繋がる成果 京大
2月 9th
固体酸化物における低温での酸素イオン拡散の解明 －低温動作可能な固体酸化物燃料電池開発へ向けた新知見－ — 京都大学.
京都大学 化学研究所の島川祐一教授と、京都大学大学院工学研究科物質エネルギー化学専攻、陰山 洋 教授、フランス レンヌ第一大学、Werner Paulus 教授らは共同で、ペロブスカイト構造酸化物の単結晶薄膜を用いた還元反応の研究の過程で、固体酸化物中での酸素イオンの拡散が300℃以下で異方的に起こることを発見したと発表した。低温でも動作する固体酸化物燃料電池の開発に繋がる成果だという。Nature Chemistry電子版で公開された。
に固体燃料電池は、電池内に液体を一切使わない利点があるが、固体電解質におけるイオン伝導が通常は700℃以上の高温でしか起こらない。そのため、広範な実用化のためにはより低温でのイオン伝導材料を開発することが必要とされていた。
ペロブスカイト構造酸化物は高温（700℃～900℃）で酸素イオン伝導を示す。そのため固体酸化物燃料電池の電解質として広く研究開発されてきた。最近、このペロブスカイト構造の酸化物をアルカリハライドで還元することで、より多くの酸素の離脱が起こることが分かり、反応過程での酸素の拡散を伴う酸化還元反応を解明することが固体電解質を開発するための鍵として注目されていたという。
今回の研究グループの実験では、パルスレーザー蒸着法という薄膜成長技術を用いて、酸素欠損ペロブスカイト構造であるブラウンミレライト構造酸化物CaFeO2.5のエピタキシャル単結晶薄膜を結晶方位を制御して成長させることに成功した。
この薄膜は、CaH2というアルカリハライド還元剤を用いると300℃での低温においても還元反応が進行し、無限層構造CaFeO2に変化する。この時の酸素の離脱が起こるためのイオンの拡散が、結晶内の二方向に沿ってしかも異なる拡散エネルギーで起こることをはじめて突き止めた。
この研究成果は、固体酸化物中の酸素イオンの動きを初めて明らかにしたもので、低温で動作可能な固体酸化物燃料電池の電解質などの開発に役立つものとして期待されているという。
ホンダ、家庭用 次世代ソーラー水素ステーションの実証実験を開始
1月 29th
次世代ソーラー水素ステーションと ホンダの燃料電池電気自動車「FCXクラリティ」
Honda、家庭用 次世代ソーラー水素ステーションの実証実験開始.
Hondaの研究開発子会社であるホンダR&Dアメリカズは、燃料電池電気自動車への水素供給装置として、ガレージに収まるコンパクトな家庭用サイズの次世代ソーラー水素ステーションの実証実験を、ホンダR&Dアメリカズ ロスアンゼルスセンターで開始した。
ホンダが2001年よりロスアンゼルスセンターで稼働してきた従来型のソーラー水素ステーションは、高圧水素の製造のために、水電解装置および水素圧縮コンプレッサーが必要だった。一方、「次世代ソーラー水素ステーション」は、Hondaの独自技術である「高圧水電解システム」により水素の製造と圧縮を一体化した。これによってコンプレッサーが不要となり小型・低騒音・低コスト化を実現。家庭用水素供給装置としての可能性を広げた。またシミュレーションでは、従来に比べ水素製造システム効率も25％向上しているという。これにより、8時間で約0.5kgの水素が供給され、燃料電池電気自動車「FCXクラリティ」が30マイル（約50km）走行できるとしている。
今回の実証実験では、水素を貯蔵する高圧水素タンクを用いないシステムを採用。システム全体をさらに小型化することで、家庭に導入しやすいサイズとしている。なお、今回のシステムに従来同様に高圧水素タンクを組み合わせることで、将来的に家庭だけでなく様々な環境や用途への幅広い対応が可能となる。
「次世代ソーラー水素ステーション」は、公共の水素ステーション・ネットワークの補助的役割を果たすことを念頭に設計している。約5分間で急速充填を行うことができる公共の水素ステーションと組み合わせることで「FCXクラリティ」をはじめとする燃料電池電気自動車ユーザーの多様なニーズに対応するものとしている。
次世代ソーラー水素ステーションで水素を製造するための電力は、太陽電池発電による独立電力のほか、商用電源からの電力との併用も可能。太陽電池は、従来と同様（株）ホンダソルテック製のCIGS薄膜太陽電池モジュールを使用している。
Hondaは次世代ソーラー水素ステーションの稼働を開始することで、循環型エネルギー供給のさらなる効率向上に向けた検証を行うとともに、水素製造・供給ステーションの実用化に向けた技術課題などを見極めていくという。
