燃料電池展、セパレータや改質装置など、実用に耐える部材が充実

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DNニュース

2005年01月31日

燃料電池展、セパレータや改質装置など、実用に耐える部材が充実

　京セラは、東京ビッグサイトで1月19～21日まで開かれた国際燃料電池展で、燃料電池用セラミックセパレータを出展した。この燃料電池スタック向けセパレータは、同社がこれまで培ってきたセラミックと電子部品の製造技術を活かして開発された。

　まだ国内メーカーでの採用はないものの、独Fraunhofer大学ISE研などへサンプル供給した完成度の高いスタック部材。高剛性セラミック材料を用い、膜-電極接合体（MEA）との接触を実現し、シングルセルで最大電力密度175mW/cm²を達成している。

　合わせて、セラミック基板の応用展開例として、電気配線や流体用の流路を内蔵できる3次元流路基板も参考展示した。同社のセラミック積層技術を用い流路を自在に3次元設計できる。X方向とY方向のミアンダ流路をセラミック内に形成したZ方向の流路を使い接続できる。電気配線やその他の機能を持たせた複数枚の基板を立体的に積層すれば、流体混合などの応用も考えられるという。

　精工技研は、FJコンポジットと小西安と共同で、黒鉛/樹脂成形複合材による燃料電池セパレータを出展した。展示されたサンプル品のガスケット材質は、フッ素ゴム（FKM）で、148×108×2mm、溝深0.5mmの金型成型品（写真2）。曲げ強度は60MPa、体積抵抗率は5mΩcm、水素透過性は10^-7～10^-8cm³/cm²sの高気密性を維持している。FJコンポジットが材料供給を行い、小西安が販売を行う。

　同社のセパレータは低コストで量産可能な点が最大のメリットだが、従来は黒鉛と樹脂を混合してから、何度かにわけて成形、硬化していた。今回採用した高速生産プロセスなら、素材にFJカーボンを用い、数秒で室温成形した後、一度に大量に硬化させ、1枚あたり数秒で作れるようになった。これまでの製法だと1枚あたり数分かかる上に、数台のプレス成形機が必要だったが、設備コストを抑えて、量産への対応も可能にした。

　大阪ガスは、燃料電池向けに排熱を利用した給湯器の技術と小型燃料電池システム用燃料改質装置を出展した。同社はすでに2004年3月、一般家庭用ガスエンジンコジェネレーションシステム「ECOWILL」の販売を始めており、この出展製品は、ガスエンジン式で培われてきた排熱利用技術を燃料電池用に導入したもの。これまでの家庭用コジェネレーション開発で蓄積した技術とノウハウを外販するもので、燃料電池メーカーの要望に合わせた排熱利用給湯器の試作機を納入していく。

　また同社は、独自の天然ガス改質装置を開発し、すでに一部のメーカーに技術供与をすすめてきたが、改質装置の開発に目処をつけたことから、国内外の燃料電池メーカーからの強い要望に応えて、小型燃料電池システム用の燃料改質装置として販売を始める。

　同社の改質装置は、脱硫部、水蒸気改質部、CO変成部などを含むすべての構成要素が1つのパッケージに収納されたオールインワン構造。独自の高性能触媒により、1kWシステム用HHVなら82％以上の熱効率を実現し、国内の都市ガスなら、触媒を交換せずに90,000時間の運転が可能な設計である。

写真1　高分子電解質膜燃料電池用の3セルセラミックセパレータ

写真2　展示された燃料電池セパレータのサンプル品：ガスケット材質FKM、148×108×2mm厚、溝深0.5mmの金型成型品

写真3　ガスエンジン用排熱利用給湯器の内部

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