Vol.4 No.1 2011

39/74

シンセシオロジー 研究論文−36−Synthesiology Vol.4 No.1 pp.36-45(Feb. 2011)1 はじめに化石燃料からクリーンなエネルギー利用へのシフト等により、低炭素社会に向けた技術発展を進めることは、グローバルな人類の課題である。我が国のエネルギー統計にも示されるように、生活基盤を支えるエネルギーの需要(使用量)は年々増加し、化石燃料等を使用しない太陽電池等の再生可能エネルギーや廃熱等の未利用エネルギーを利用する技術の重要性が高まりつつある[1]。特に、使用時にCO2を排出しない電気化学エネルギー変換によるエネルギーマネージメント技術として、水素エネルギーを活用できる燃料電池技術が注目されている。燃料電池技術の原理は1839年英国のGrove卿により提唱され、電気化学反応を進める電極やイオン伝導性電解質材料技術の進歩と共に、20世紀の初頭には、プラントを初めとする発電技術として燃料電池技術の具体化が行われてきた。さらに、家庭用コジェネレーションや自動車等の発電機等への活用も商業的に検討が始まっている。燃料電池設備の普及と導入により、2030年には、500万KWレベルのコジェネレーション活用での大幅なCO2排出低減が期待されている[1]。燃料電池技術の開発では、表1に示すような電解質材料をコア技術とした種々の研究開発が進んでおり、現在はより使い易い高分子形燃料電池(PEFC)と発電効率の高い固体酸化物形燃料電池(SOFC)の開発が主に行われている[2]。セラミックス材料を利用するSOFCの材料開発における歴史では、高温域での酸化物イオン伝導機能を活用し、藤代 芳伸*、鈴木 俊男、山口 十志明、濱本 孝一、淡野 正信コンパクトで急速な起動と停止が可能な、高出力かつ高効率の発電モジュール製品の実現が望まれている。新規エネルギー製造産業市場での新たなアウトカム創出を目指して、セラミックス集積化製造技術のプラットフォームを活用し、独創的アイデアから試作および評価へ連続的に直結する開発を行なった。その結果、世界的にも新しいコンセプトに基づく独創的なコンパクトで高出力な低温作動型集積SOFCモジュールをセラミックスの機能から構造融合技術の高度化により実現しており、独創的な技術として関心を集めている。この論文では、下記の構成で、産業ニーズとその製品化に向けた課題を克服するための産学官連携研究でのアプローチや手法等を示す。マイクロ燃料電池製造技術開発への挑戦− 革新的セラミックス集積化プロセスを活用するコンパクトSOFC −Yoshinobu Fujishiro*, Toshio Suzuki, Toshiaki Yamaguchi, Kouichi Hamamoto and Masanobu AwanoChallenge for the development of micro SOFC manufacturing technology- Compact SOFC using innovative ceramics integration process -Realization of highly efficient SOFC(solid oxide fuel cell) modules which are compact and capable of quick start-up and shut-down operation, is strongly expected because it would be useful to solve environmental problems. In order to yield new outcomes in new energy production industry market, we have carried out continuous R&D directly linked with the original idea, trial production, and evaluation by using the ceramics integration manufacturing platform. In consequence, original, compact and high-power SOFC modules operable at low temperature have been realized by upgrading of function-structure integration technology. These are drawing attention as products of ingenious technology. This paper presents, in addition to industrial needs, approaches and methods in industry-academia-government collaborative research to overcome tasks toward productization.キーワード:セラミックス製造プロセス技術、セラミックス集積化技術、エネルギー変換、燃料電池、マイクロSOFC、エネルギーモジュールKeywords:Ceramics processing, ceramic integration technology, energy conversion, fuel cell, micro SOFC, energy module産業技術総合研究所 先進製造プロセス研究部門 〒463-8560名古屋市守山区下志段味穴ヶ洞2266-98Advanced Manufacturing Research Institute, AIST 2266-98 Anagahora, Shimo-Shidami, Moriyama-ku, Nagoya 463-8560, Japan *E-mail: Original manuscript received October 29, 2010, Revisions received December 14, 2010, Accepted December 14, 2010

※このページを正しく表示するにはFlashPlayer9以上が必要です