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精密加工

燃料電池の金属セパレータ加工技術を確立し、軽量化・コスト削減を実現

新潟県

新潟三吉工業株式会社

2020年3月20日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 燃料電池用金属セパレータのプレス加工技術の開発
基盤技術分野 精密加工
対象となる産業分野 環境・エネルギー、電池
産業分野でのニーズ対応 高性能化(小型化・軽量化)、高効率化(生産性増加)、低コスト化
キーワード 燃料電池用金属セパレータのプレス加工、3次元成形形状のプレス加工
事業化状況 実用化に成功し事業化に向けて取り組み中
事業実施年度 平成19年度~平成21年度

プロジェクトの詳細

事業概要

固体高分子形燃料電池用の金属セパレータのプレス加工技術を開発し、現在のカーボン製セパレータのコストの約50分の1を実現する。このため、極薄板プレス加工製品の平坦度保持技術の開発、低周波振動プレス加工技術の開発、センサー埋め込み金型技術の開発、金型・プレスの一体化制御技術の開発、加工製品のインプロセス計測技術の開発等をFEMシミュレーション技術を活用して行う

開発した技術のポイント

金属セパレータへの置き換えにより、コスト1/50を目指す
・平たん度:約5µmでの成形(厚さ0.1mm~0.2mmの難加工性極薄板)
→金属セパレータの溝成形が可能に
・量産技術の確立
→加工コスト:従来の50分の1が可能に
(新技術)
<金属製セパレータ>
・加工コスト:1/50
・材料:ステンレス系(SUS304)

目標:溝成形技術の確立
・平たん度:約5µmの達成
・ITを活用した生産技術の向上
・加工技術の開発
・量産技術の確立

具体的な成果

・サーボプレスの下死点の保持により、平たん度5µmを達成
・サーボプレスを利用し、極薄板のプレス加工(溝付け)製品の平たん度を保持する技術を開発
・プレス荷重を下死点において2,500kN(250t)で一定とし、保持時間が平坦度に及ぼす影響を調査
・結果、サーボプレスの下死点を保持した場合に、溝がより深く形成(平均15µm)、かつ平たん度(溝深さのばらつき)は4µm
・低周波振動を用いることにより、溝深さが5µm程度深くなる
・低周波振動プレス加工の加工特性を把握
・低周波振動を加えない場合と比較した結果、溝深さは5µm程度深くなった
・斜面角度が小さく溝が深い金型により、振幅と打数を増やすと、溝頭頂部の平たん部長さが増加
・IT技術の活用と量産技術の確立
・超音波を利用し、金型内部の被加工材の挙動を世界で初めてリアルタイムモニタリング
・極薄板におけるバウシンガー効果を見出し、FEM解析への影響を検討
・順送型+サーボプレス、ファインブランキング(FB)型+FBプレスによる量産化技術を確立

知財出願や広報活動等の状況

出展:「インターモールド(金属プレス加工技術展)」(平成25年、27年、29年、31年)

研究開発成果の利用シーン

燃料電池用のセパレータをカーボン製から金属製におきかえることにより、軽量化・コスト削減を図る

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

事業化を目指す燃料電池メーカー数社から金属セパレータのプレス試作加工を受注し実装試験での評価は良好であったが、メーカーは国内の普及動向等の理由から燃料電池開発の撤退・一時中止が相次いでいる。そのような状況の中、弊社としては、国の戦略として2030年普及の再目標が掲げられていることを考慮し、先の長い事業の展開を考え動向の調査を継続しており、引き続きメーカーへの営業戦略を行って行る。

提携可能な製品・サービス内容

設計・製作、製品製造

製品・サービスのPRポイント

金型製作技術とプレス加工技術を組み合わせた、金属セパレータのプレス成形加工技術を開発する。

今後の実用化・事業化の見通し

事業化を目指す燃料電池メーカー数社から金属セパレータのプレス試作加工を受注し実装試験での評価は良好であったが、メーカーは国内の普及動向等の理由から燃料電池開発の撤退・一時中止が相次いでいる。そのような状況の中、弊社としては、国の戦略として2030年普及の再目標が掲げられていることを考慮し、先の長い事業の展開を考え動向の調査を継続しており、引き続きメーカーへの営業戦略を行って行る。

実用化・事業化にあたっての課題

市場の普及率の向上

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 新潟三吉工業株式会社
事業管理機関 一般社団法人日本金属プレス工業協会
研究等実施機関 株式会社秦野精密
学校法人幾徳学園神奈川工科大学
一般社団法人日本金属プレス工業協会
国立大学法人東京農工大学

サポイン事業者 企業情報

企業名 新潟三吉工業株式会社(法人番号:7110001028246)
事業内容 精密金属プレス金型設計製作及びプレス部品量産加工、各種プレス板金試作及び治具設計製作、機構部品組立、各種メカニズムの開発・設計製作
社員数 85 名
本社所在地 〒949-7226 新潟県南魚沼市山崎新田980
ホームページ http://www.n-miyoshi-ltd.com
連絡先窓口 開発技術課 久保田 誠
メールアドレス kubota@n-miyoshi-ltd.com
電話番号 025-779-2350