【技術】産総研等、急速起動可能なミクロハニカム構造の燃料電池の開発に成功

● ポイント
・ サブミリメーターサイズのハニカム構造の電極支持体型固体酸化物燃料電池（SOFC）を開発。
・ 体積１cｍ3当たりに250個以上のSOFCセルを製造するプロセスの実現。
・ 小型化により室温から数分以内の急速起動・停止という熱衝撃にも耐えるSOFCモジュールの実現も可能に。

■ 概要
　独立行政法人 産業技術総合研究所【理事長 吉川 弘之】先進製造プロセス研究部門【部門長 三留 秀人】
機能モジュール化研究グループの 山口 十志明 研究員らは、ファインセラミックス技術研究組合および
日本ガイシ株式会社【代表取締役社長 松下 雋】と共同で、600℃程度の低温でも高出力が期待される
ミクロハニカム構造の固体酸化物型燃料電池（SOFC）の製造プロセス技術の確立に成功した。

　SOFCは高効率で信頼性が高く、取り扱いも容易という優れた特徴があるが、これまでは800℃以上の高温で
連続運転できる用途に限られていた。用途を拡大するためには、低温作動化や発電モジュールの省スペース化、
及び急速起動・停止性能の付与などが望まれていた。今回開発された技術は、室温から数分以内の急速起動・
停止運転にも対応でき、自動車の補助電源、小型コジェネ、あるいはポータブル電源等へ適用可能なSOFCの
実現が見通せるようになった。

　本成果は、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構 プロジェクト「セラミックリアクター開発」で
得られたもので、2007年1月22日から米国フロリダ州で開催予定の“Cocoabeach Conference”他で発表される
予定である。

（>>2以降に続く、詳細はソースを御参照下さい）

ソース：独立行政法人 産業技術総合研究所
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2006/pr20061031/pr20061031.html

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■ 開発の社会的背景
　電力を消費する家庭および工場、さらには自動車等の移動体において、必要な場所で必要な時に利用できる
小型高効率のエネルギー変換システムとして燃料電池が注目されている。その中でもSOFCはトータルでの
エネルギー変換効率が高く将来性が期待されている。しかし、材料の特性からSOFCは800-1000℃の高温での
作動が必要であり、また複数のユニットセルを集積して用いるため、高温で連続運転する大型機器に用途が
限られていた。家庭や自動車などの応用では、数分で急速作動と停止できる数KWレベルの小型で高効率の
SOFCが必要であり、発電モジュールを小型化し、単位体積あたりの発電出力を向上させるための製造プロセス
技術の確立が望まれていた。

■ 研究の経緯
　セラミックハニカムはガス流体中での反応面積が大きいことと構造的な安定性より、自動車等の排ガス処理用の
触媒坦持体として利用されている。セラミックハニカムの規則配列した空間へSOFCのような燃料電池セルを
構築すれば、小型高密度なSOFC集積モジュールが製造可能である。従来、発電モジュールとしては、セルを
1つ1つ製造し集積する工程が必要なため、製造時間は数週間が必要であった。一方、ハニカム型セラミック基材
では多数の微細なチャンネルが規則配列した構造体を押出プロセスにより一度に形成できる。これを燃料電池に
利用するには技術的な課題として、多数のチャンネルへSOFCとして必要なポーラス電極と緻密電解質の
積層構造を高精度に作製することが重要である。これらの技術的課題の解決のために、押出法で作製した
マンガン系ペロブスカイト材料（LSM）ポーラスハニカム基材へ様々な電解質ならびに電極を形成する高度スラリー
コーティング技術を検討した。

■ 研究の内容
■ 今後の予定
■ 用語の説明
■ 問い合わせ
省略、ソースを御参照下さい。