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表面処理

低温作動型SORCセルを用いた防災用ソーラー水素蓄電システム

千葉県

特殊技研金属株式会社

2021年2月19日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 低温作動型SORC水蒸気電解セルとそれを用いた赤外線利用型ソーラー水素蓄電システムの開発
基盤技術分野 表面処理
対象となる産業分野 環境・エネルギー、自動車、電池
産業分野でのニーズ対応 高性能化(既存機能の性能向上)、高性能化(小型化・軽量化)、環境配慮、低コスト化
キーワード 水素、水蒸気電解、SORC、防災用、循環システム
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27年度~平成29年度

プロジェクトの詳細

事業概要

東日本大震災を契機に防災用エネルギーシステムの必要性が高まっている。その社会的課題を解決するため、太陽光のみをエネルギー源に水を電解して水素を製造・貯蔵し、非常時に燃料電池で電力を供給できる自立型ソーラー水素蓄電システムを開発・普及することで、災害に強く環境にやさしい社会の構築に貢献する。また、その水素製造と燃料電池に用いる低温動作型SORCを、薄膜形成技術を用いて開発し、エネルギー効率を向上する

開発した技術のポイント

従来よりもエネルギー効率を向上できる低温作動型SORCと赤外線利用型ソーラー水素蓄電池システムを開発することで、省エネや自然エネルギーの利用拡大、社会基盤の強化による防災体の整備といった社会的課題の解決に貢献する
(新技術)
・反応温度が500℃でも十分な電解効率を達成できる小型円筒型セルを開発した
・低温作動型SORCを使用しており水素製造と発電の効率が高い
(新技術のポイント)
・従来に比べ、低温型のため取扱いが容易になった
・500℃でも従来の800℃と同等の水蒸気分解性能を概ね実現できることを確認した

具体的な成果

・具体的な目標である500℃以下でも十分な電解効率を達成できる小型円筒型セルを開発した
・上記の小型円筒型セルを用いて水蒸気電解装置を設計・開発した。また、太陽追尾複合集光パネルと太陽光ヒーターについても設計
・開発し、太陽光のみをエネルギー源として電気及び過熱水蒸気をSORCへ供給する仕組みを構築した
・構築した太陽エネルギーによる水素製造システムに燃料電池などを加え、実証用のソーラー水素蓄電システムを設計
・開発し、1,000時間以上システムを稼働させることができた

赤外線利用型水素蓄電システム
低温作動型固体酸化物可逆動作セル(SORC)の製造工程
SORCセルの電気特性試験結果
低温域効率及び耐久性の向上SORCセル
防災用水素電気ステーション
知財出願や広報活動等の状況

・特許 第6042385:「太陽光を利用した自動車用水素燃料供給器と電気自動車用充電器を備えた独立型のエネルギー供給施設」
(国際特許も出願中:PCT/JP2015/053048)
・特許 第5989036:「太陽光の集光パネル」
・特許 第6042375:「太陽光エネルギーを利用した集光熱ボイラー装置」

研究開発成果の利用シーン

・低温作動型SORC(小型円筒型セル)
・完全自立型ソーラー水素蓄電システム
・水素ガスタービン(純国産水素製造計画)

非常時医療にも役立つソーラー水素システム
純国産水素製造計画

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

基体管の試作品の販売は実績はあるが事業化には至っていない。
基体管セルの引き合いをI社から頂いている。
日本原子力研究開発機構からシステム構築の依頼をいただいている。

提携可能な製品・サービス内容

設計・製作、共同研究・共同開発

製品・サービスのPRポイント

電気に加えて、水素、温水、過熱蒸気、高濃度酸素を供給する機能を付加するのが容易であり、非常用電源のみならず、水素ステーションやエネファーム、非常用医療機器(滅菌/医療酸素)としても利用可能。加えて雨水の飲料化や洗浄水としての供給もシステムに組み込み災害時の対応を図る

今後の実用化・事業化の見通し

低温作動型SORCセルの耐久性、性能向上の追加の補完研究中、2021年度のシステム試作、サンプル出荷をを目指している。
2022年以降にパネル月産100台(システム15~30セット)、利益率20%前後を見込む。

実用化・事業化にあたっての課題

低温作動型SORCセルの性能及び耐久性の向上とスタック化技術の確立。システムの実証試験

事業化に向けた提携や連携の希望

水素蓄電システムを構築するにあたり、安全性の向上を検討することができる水素漏れ検出や純水素を貯蔵する技術提携ができる企業

プロジェクトの実施体制

主たる研究等実施機関 特殊技研金属株式会社
事業管理機関 公益財団法人千葉県産業振興センター
研究等実施機関 千葉県産業支援技術研究所
国立大学法人九州大学

主たる研究等実施機関 企業情報

企業名 特殊技研金属株式会社(法人番号:1040001061755)
事業内容 総合トップライト(オーダー・規格・オペレーター)、総合制御機器の開発事業、環境ECO、採光・蓄電・発電エンジニアリング
社員数 46 名
生産拠点 本社工場(千葉県旭市)第二工場(千葉県旭市)
本社所在地 〒289-2505 千葉県旭市鎌数9163-38
ホームページ http://www.tokteck.co.jp/
連絡先窓口 研究開発室 小関淳一
メールアドレス koseki@tokteck.co.jp
電話番号 0479-64-4955