1

2019.1.22 FCV課題共有フォーラム資料

2030/2040 年に向けたチャレンジ～課題と対応～2019年1月22日
燃料電池実用化推進協議会(FCCJ)
要素・基盤技術WG
PEFC技術SWG 主査

鈴木 稔幸

１．はじめに
２．主な目標値（NEDO技術開発ロードマップ FCV・移動体）
３．目標達成に向けたアプローチ案
４．取り組むべきテーマ案
５．まとめ１．はじめに
２．主な目標値（NEDO技術開発ロードマップ FCV・移動体）
３．目標達成に向けたアプローチ案
４．取り組むべきテーマ案
５．まとめ１．はじめに ＦＣＣＪ要素・基盤技術ＷＧ ＰＥＦＣ技術ＳＷＧとは？
総会(116社・団体が加盟)

理事会

監事

FCV・水素インフラWG

事務局

FCV-SWG
水素インフラSWG

定置用WG

家庭用SWG

企画・運営委員会

業務・産業用SWG
要素・基盤技術WG

PEFC技術SWG(34社)

SOFC技術SWG
CO2フリー水素WG

GHG評価SWG

PEFCの研究課題や方向性等を検討・提言→NEDOロードマップに対する業界としての課題認識と対応案の議論を実施

4

１．はじめに 「FCV・移動体」の位置付け

モビリティは、水素社会構築をけん引する先導的役割

5

１．はじめに
２．主な目標値（NEDO技術開発ロードマップ FCV・移動体）
３．目標達成に向けたアプローチ案
４．取り組むべきテーマ案
５．まとめ

7

２．主な目標値 目標値の国際比較(PEFC技術SWG調べ）
各世代TOP
各世代2nd

FCV台数

Japan
USA
EU
China

2014

2020

~ 1600

40k

航続距離

出力密度

最低電圧

USA
EU
China
Japan(H2 5kg JC08mode)
China

2025
200k

5000(LCV)+200(HV)Japan
水素ス テーション

2023

5k

50k

160

320

100
100

800k
5000k（ZEV）
20k~50k(LCV)+800~2k(HV)
1000k

Japan
USA

2000W/kg

EU

4kw/L@2017

China

2.0 kW/L

Japan
USA

0.6 V

350

耐久性

シス テム コス ト （ スタック含む）

ス タックコス ト

3M-6M

1000

500km
4.0 kW/L>500km
5.0 kW/L

800 km> 1000 km>500km
6.0 kW/L

9.0 kW/L

2700W/kg
2.5 kW/L

2.5 kW/L
0.85 V

306mW/cm2@0.8V

300mW/cm2@0.8V

0.05~0.1g/kW
0.125g/kW

0.03g/kW=<0.1g/kW

EU
Japan
USA
EU
China
Japan
USA
China
Japan
USA
EU

2040~

400~1000

650 km300km
3.0 kW/L

USA

2030

200JapanＰ ｔ使用量2028<0.1mg/cm2
PV(15 yrs.)
4130h>2000h@2017≧2000h$45/kw$800/kw$19.1/kw$44k/kw@2017

PV (>15 yrs.)
5000h

CV(15 yrs.)
8000hCV (>15 yrs.)>5000h≧3000h< $75/kW$40/kw$240/kw< $47/kW-≧5000h< $47/kW<$35/kw$128/kw< $28/kW$17.5/kw≧8000h< $38/kW$19/kW$32/kw< $19/kW$9.4/kW

日本：世界のＦＣ研究をけん引するチャレンジングなレベル

8

２．主な目標値 目標値の国際比較(PEFC技術SWG調べ）
各世代TOP
各世代2nd

FCV台数

Japan
USA
EU
China

2014

2020

~ 1600

40k

USA
EU
China
Japan(H2 5kg JC08mode)
China

航続距離
システムコスト（含スタック）Japan

スタックコスト USA

出力密度

最低電圧

2025
200k

5000(LCV)+200(HV)Japan
水素ス テーション

2023

5k

50k

160

320

２０３０100800k
5000k（ZEV）
20k~50k(LCV)+800~2k(HV)
1000k100350

400~1000
２０４０650 km
300km
3.0 kW/L

500km
4.0 kW/L

2000W/kg

EU4kw/L@2017

China

2.0 kW/L

Japan
USA

0.6 V

USA

2030

耐久性

シス テム コス ト （ スタック含む）

ス タックコス ト

3M-6M>500km
5.0 kW/L

1000
800 km> 1000 km>500km
6.0 kW/L

9.0 kW/L

2700W/kg
2.5 kW/L

2.5 kW/L
0.85 V

306mW/cm2@0.8V

300mW/cm2@0.8V

0.05~0.1g/kW
0.125g/kW

0.03g/kW=<0.1g/kW

EU
Japan
USA
EU
China
Japan
USA
China
Japan
USAEU

2040~200Japan
Ｐ ｔ使用量2028<0.1mg/cm2PV(15 yrs.)
4130h>2000h@2017≧2000h$45/kw$800/kw$19.1/kw$44k/kw@2017

PV (>15 yrs.)
5000h

CV(15 yrs.)
8000h

CV (>15 yrs.)>5000h≧3000h< $75/kW$40/kw$240/kw< $47/kW-≧5000h< $47/kW<$35/kw$128/kw< $28/kW$17.5/kw≧8000h< $38/kW$19/kW$32/kw< $19/kW$9.4/kW

普及に必須なコスト低減を実現する研究開発が課題

２．主な目標値 普及台数・ステーション数

水素基本戦略を踏襲。研究開発の前提として認識

9

10

２．主な目標値 航続距離
1,200

航続距離 ｋｍ

1,000
800
600
400
200

0
2010

2020

2030

2040

2050

2014年を起点として年率約２％の向上

２．主な目標値 スタック性能

エンジン （種類）

3.5L
V611～最大出力密度～
スタックの小型化→システム体格をより小さいエンジン並みに低減

３ｋＷ／Ｌ

3L
V62.5L
直42.0L
直41.8L直44kW/L
４ｋＷ／Ｌ

５ｋＷ／Ｌ

６ｋＷ／Ｌ

９ｋＷ／Ｌ
'14 '15 '16 '17 '18 '19 '20 '21 '22 '23 '24 '25 '26 '27 '28 '29 '30 '31 '32 '33 '34 '35 '36 '37 '38 '39 '40

限られた車両スペースへの搭載（ｴﾝｼﾞﾝｼﾙｴｯﾄ内）を目指す２．主な目標値 スタック性能

12～最高作動温度～

総熱負荷増加に対するシステム対応（高効率化・冷却強化）、高温材料開発が必要

２．主な目標値 スタック性能
1.3

13～達成すべき発電性能～

理論起電力

1.2

NEDOロードマップ
2017(2040年目標)

1.1V@0.2A/cm2

セル電圧 (V)

1.1
1,000km

1航続0.9距
離0.85V@
4.4A/cm20.84V@0.2A/cm2
800km

0.8

0.7V@
3A/cm2

700km

0.7
0.6

0.66V@
3.8A/cm2

小型化
NEDOロードマップ
2010

0.5
0.4

00.5

11.5
2
2.5
3
電流密度 (A/cm2)

１２０℃運転(or冷却機能強化)

高出力化

NEDOロードマップ
2017(2030年FCCJ推定)

3.5

4

4.5

少ない触媒で発電性能の大幅な向上が必要

5

２．主な目標値 スタック性能
寿命
（年数）
乗用車
商用車

14～耐久性～寿命（走行距離）

10~15年10~20万km

10~15年50~180万km(高速連続走行含む）

走行距離は５～９倍だが使用時間は最大６倍程度と推定

耐久時間としておよそ６倍程度（～6万時間）を想定

２．主な目標値 コスト

15～ランニングコスト～

FCCJ試算による燃費目標達成によりHV同等の経済性を確保

１．はじめに
２．主な目標値（NEDO技術開発ロードマップ FCV・移動体）
３．目標達成に向けたアプローチ案
４．取り組むべきテーマ案
５．まとめ３．目標達成に向けたアプローチ案 基本的な考え方
2020

技術の革
新2025

2030

2035

～2040/50② 革新的開発が中心
革新的開発の壁（従来技術の延長ではない技術）① 従来技術の進化が中心

(Ａ)

(Ｂ)
技術の進化

従来技術の進化と革新的開発の両輪で将来目標の達成を目指す

17

３．目標達成に向けたアプローチ案 セルの開発

性能進化による機能向上とコスト低減(*)を目指す(*)セル枚数・材料使用量・体格の低減

18

３．目標達成に向けたアプローチ案 IV特性向上・劣化抑制
理論起電圧

（Ａ）

（Ｂ）

各過電圧の初期値低減と劣化による悪化の抑制を材料・構造両面で確保

19

３．目標達成に向けたアプローチ案 IV特性向上への試算例

20

Masao Shibata, Toyota 2018 Fuel Cell
Research Workshop（10/9/2018）

単純なモデルを使用し材料性能・発電条件を変化させて試算

３．目標達成に向けたアプローチ案 IV特性向上への試算例

材料：報告例のトップ と 理想状態 の特性 で試算

21

３．目標達成に向けたアプローチ案 IV特性向上への試算例• Removal of water will reduce reaction resistance under high potential
Ea=38kJ/mol

Dry proton conduction will
enable high temp. operation

Pt + H2 O ↔
PtO + 2H + + 2e−

Removal of water
Improves oxygen partial pressure• Removal of water may also improve stability• Pt dissolution and Carbon corrosion will be reduced9)9) R. L. Borup, et al. J. Power Sources, 163 (2006) 76-81• Some candidates, but still remain some issues.

Removal of water will reduce
Pt oxide formation

水の影響を排除すること＝高効率発電実現のためのキー技術候補• Candidates: Phosphoric acid group, Ionic liquids, MOFs, …
• Issues:
conductivity, catalyst poisoning, stability, startup from low temp.

発電条件：より高温（～150℃）までを試算
22

23

Cell Voltage (V)３．目標達成に向けたアプローチ案 IV特性向上への試算例
1.3
1.2
1.1
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4

Mirai(60℃)
0.1mgPt/cm2

00.5

11.5

2

2.5

33.5

44.5

Current Density (A/cm2)

2030・2040年目標実現の可能性を示唆

5

３．目標達成に向けたアプローチ案 IV特性向上への試算例

241.4

Reaction ResistanceProtonic ResistanceElectronic Resistance

Cell Voltage

Over Potential (@3A/cm2) /V

1.2

10.8

0.6

0.4

0.2

In near future development,
GDL, Electrolyte, Ca cat. are all important

For farther developments,
Electrolyte* & Ca cat. is important.

0Low
Mirai
low contact substrate-less
Accesible
Pt nano wireresistance(65deg cST1.5) resistance BP
GDL
porous carbon

GDL

Ca cat.

High Oxygen
Peameable
Ionomerlow EW
electrolyte

operation opt.
(70deg cST1.5)

Electrolyte

Early-StageMaterials

ideal cat.

Ca cat.

Anhydrous
electrolyte

operation opt. Logically Max.
(150deg cST10) Materials

Electrolyte* Improvement by operating condition optimization is assumed to be enabled by improvement of Electrolyte

高温化や各要素のブレークスルーが必要

３．目標達成に向けたアプローチ案 試算による物性値案
要素項目

条件

触媒 Act. @0.9V [A/cm2] (MEA)(層)
酸素拡散抵抗
プロトン
輸送抵抗
電解質膜

ガス透過性

@70℃
@150℃
酸素

＠80-120℃，
水素95%RH
アノード
拡散層

カソード
共通

0.003

2030
(Early Stage)
0.02～0.04

2040(Logically Max.)
24.1(300A/g相当)(600～1200A/g相当)(72x104 A/g相当)

10～20
7.1
55～100---

2.7
3.650
--(1-9)*10-9以下

2.7--55単位

現状A/cm2sec/m
RH100
RH30mΩ・cm2RH30(≒RH0)
cm3 /(cm 2 ・s・kPa)

水素拡散抵抗sec/m
ばね特性(参考値)
Gpa/m
酸素拡散抵抗sec/m
ばね特性(参考値)
Gpa/m
電気抵抗（貫層方向） mΩ cm2
熱抵抗（貫層方向）
K cm2 /W

(参考：90℃)-6
2.28*103140～17543
112～175
5～105～6

1*10-7以下
0.875-14-1.5～2.5
0.5～1.5

0.875-14-1.5～2.5
0.5～1.5

特に触媒の活性・プロトン輸送抵抗の革新が必要

25

３．目標達成に向けたアプローチ案 量産性向上○セル製造工程①触媒調合・混練

塗工・乾燥

接合・転写
②Roll to Roll
出荷
切断

積層
③枚葉加工

④エージング・検査1セル当りの生産性向上が必要→高速加工技術開発

３．目標達成に向けたアプローチ案 量産性向上
生産技術ロードマップ
工程①触媒調合・混練②Roll to Roll

③枚葉加工

④エージング・検査

連続生産
160g/Hr

触媒：5～9m/min
GDL：6.5m/mi

セル接着・硬化・搬送
各工程 4sec/cell

エージング 40min
ｲﾝﾗｲﾝ全数検査

年代～’20～’25

連続生産
240g/Hr

触媒：10m/min
GDL:15m/min

セル接着・硬化・搬送
各工程 2sec/cell

エージング 20min
ｲﾝﾗｲﾝ全数検査
検査項目1/2～’30

連続生産
360g/Hr

触媒：20m/min
GDL:25m/min

セル接着・硬化・搬送
各工程 1sec/cell

エージング 10min
ｲﾝﾗｲﾝ全数検査
検査項目1/4～’35

連続生産
480g/Hr

触媒：50m/min
GDL:50m/min

セル接着・硬化・搬送
各工程 0.5sec/cell

エージング 0min
ｲﾝﾗｲﾝ検査レス

３．目標達成に向けたアプローチ案 量産性向上

Good400300
200100③枚葉加工

Good40GDL

3020

触媒10※触媒使用量低減含む
0020年

25年

30年

35年

20年

25年

30年

35年

④エージング・検査

550

440

エージング時間(min)50
加工速度(m/min)

触媒連続加工速度(g/Hr)

500②Roll to Roll

セル加工時間(sec/cell)①触媒調合・混練

321302010Good

Good
020年

25年

30年

35年

各工程約１０倍の高速化が必要

020年

25年

30年

35年

３．目標達成に向けたアプローチ案 量産性向上①触媒調合・混練②Roll to Roll

▽薄物高速搬送と▽大バッチ生産から高速塗工加工・・・A
連続生産への転換・・・B・塗工位置制御精度向上
・粗材かみ不良撲滅
・塗工厚さ精度向上
・材料比率再現性の確保▽材料歩留まり向上・・・C・塗工面／非塗工面
生産能力向上の切口
比率最大化
A:加工点速度を上げる
・副資材リサイクル使用
B:無駄な時間をなくす
C:捨てるものを少なくする③枚葉加工④エージング・検査▽薄物高速搬送・・・A
・搬送位置精度向上
・Roll to Roll工程への移行▽エージング時間短縮・・・A・エージングメカニズムの解明▽検査工程の集約・廃止
・・・A
・機能保証パラメータの絞込み
・検査時間短縮・オフライン抜き取り検査での保証→全数検査廃止

枚葉加工縮小Roll to Roll加工拡大

Roll to Rollへの集約とエージング・検査簡素化を目指す

３．目標達成に向けたアプローチ案 量産性向上（特殊材料）

30

20万台/年生産時の推定使用量と一般材を比較
156,400

カーボン

スーパーエンプラ

少ない生産量でも低ｺｽﾄを実現する加工費の低減（1/2～1/3）

３．目標達成に向けたアプローチ案 貴金属と資源循環

31

性能と量産性を向上しつつ貴金属使用量を低減→資源循環（生産～再利用）を成立させるリサイクル技術の確立１．はじめに
２．主な目標値（NEDO技術開発ロードマップ FCV・移動体）
３．目標達成に向けたアプローチ案
４．取り組むべきテーマ案
５．まとめ

33

４．取り組むべきテーマ案 達成すべき発電性能（再掲）
1.3

理論起電力

1.2

NEDOロードマップ
2017(2040年目標)

1.1V@0.2A/cm2

セル電圧 (V)

1.1
1,000km1航続0.9距
離0.85V@
4.4A/cm2

0.84V@0.2A/cm2
800km

0.80.7V@
3A/cm2700km

0.7
0.60.66V@
3.8A/cm2

小型化
NEDOロードマップ
2010

0.5
0.4

00.5

11.5
22.5
3
電流密度 (A/cm2)

１２０℃運転(or冷却機能強化)

高出力化

NEDOロードマップ
2017(2030年FCCJ推定)

3.544.55

中期的：高電流密度化 長期的：発電効率向上 が必要４．取り組むべきテーマ案 電解質・アイオノマ
技術開発
ステージ

(Ａ) 2020-2025

１）実用技術開発 ①ラジカルクエンチ技術（材料、固定化）①化学劣化抑制技術②プロトン輸送能力向上技術（低EW）③酸素透過向上技術（ｱｲｵﾉﾏ）
２）実用化に向け④機械的要因による劣化抑制技術（膜）た開発・技術実証⑤ガス透過抑制技術（膜）⑥HC膜技術（機械耐久向上、水素バリア性向上技術含む）①高温対応技術（120℃）
・ガス透過抑制技術
・高温劣化抑制技術
３）要素技術開発
・酸素透過向上技術（ｱｲｵﾉﾏ）②機械的要因による劣化抑制技術（膜）③プロトン伝導性向上技術（現行の２～４倍）
４）シーズ探索・基 ①新プロトン輸送機構（無水伝導）材料
盤研究②触媒被毒抑制材料

34(Ｂ) 2025-2035①プロトン伝導度、機械・化学耐久性、ガスバリア性を両立する材料①高温対応技術（120℃）②機械的要因による劣化抑制技術（膜）③プロトン導電性向上技術（現行の２～４倍）①新プロトン輸送機構（無水伝導）材料②触媒被毒抑制材料

プロトン伝導度・耐久性の向上、ガス透過性制御、高温化が課題

４．取り組むべきテーマ案 触媒（アノード・電極）
技術開発
ステージ

(Ａ) 2020-2025

35(Ｂ) 2025-2035①廃棄製品からの貴金属ﾘｻｲｸﾙ技術確立②大型車両用超高耐久電極の開発(100万ｷﾛ以上 ①電極の高温（120℃）・高電位（0.70～0.85V）対応技
術
１）実用技術開発 見通し)③－４０℃低温起動技術開発④水素品質対応触媒・電極（ｿｰｸ時、ｱﾉｰﾄﾞ耐被毒）①電極の高温（120℃）・高電位（0.70～0.85V）対応
技術
２）実用化に向け ・低ストイキ（高電位）耐性向上触媒・電極①高温対応アノード要素技術（120℃）
た開発・技術実証 ・触媒劣化抑制（Pt粒径溶解・凝集）・触媒利用率向上電極技術
・ラジカル低減触媒・電極①高温対応アノード要素技術（120℃）
・非炭素耐高電位高酸化・腐食耐性アノード担体 ①非金属触媒（Ptレス）
３）要素技術開発
・アノード触媒活性向上（高ＨＯＲ）②水素不純物耐性への対応技術
・低ORR・高水電解アノード触媒材料
４）シーズ探索・基 ①非金属触媒（Ptレス）
盤研究②水素不純物耐性への対応基盤技術

中期的：耐久性と水素品質対応、長期的：高温・高電位対応

36４．取り組むべきテーマ案 触媒（カソード）
技術開発
ステージ

(Ａ) 2020-2025(Ｂ) 2025-2035①廃棄製品からの貴金属ﾘｻｲｸﾙ技術確立②空気品質対応触媒・電極（ソーク時）①廃棄製品からの貴金属ﾘｻｲｸﾙ技術の低コスト化と
１）実用技術開発③大型車両用カソード触媒高耐久化（担体腐食、貴 普及
金属溶解・凝集抑制）①貴金属使用量大幅低減カソード触媒技術（ 0.05２）実用化に向け 0.1gPt/kW、0.7V@3Acm-2、触媒活性・利用率の向上、①高温化対応高耐久高活性ｶｿｰﾄﾞ触媒（120℃）
た開発・技術実証 低拡散性、非貴金属ｺｱ材料の適用、等）②ラジカル発生の無い触媒①高温化対応高耐久高活性ｶｿｰﾄﾞ触媒（120℃）
・高電位環境下での触媒活性・利用率向上⇒0.85V@4.4Acm-2 w/0.03gPt/kW・高電位/電位変動耐久性向上（逆電位劣化抑制、①非貴金属触媒（革新的高電位高活性触媒）
３）要素技術開発
高耐食性ｶｰﾎﾞﾝ/非ｶｰﾎﾞﾝ担体、貴金属溶解大幅抑制 等）
・高電流密度対応カソード触媒層（高酸素透過性）②ラジカル発生の無い触媒①非貴金属触媒の探索（革新的高電位高活性触媒）４）シーズ探索・基・ｶｿｰﾄﾞ非貴金属触媒（Ptﾚｽ）のﾗｼﾞｶﾙ発生抑制①Ｐｔ系触媒の超高活性化
盤研究②Ｐｔ系触媒の超高活性化

中期的：耐久性と空気品質対応、長期的：高温・高電位対応

37４．取り組むべきテーマ案 GDL/MPL
技術開発
技術開発
ステージ
ステージ

2020-2024(Ａ)
2020-2025(Ｂ)2025-2030
2025-2035

Ｐｔリサイクル技術（革新でアップしている）①低電気抵抗材料（接触抵抗低減）①低コストGDL基材の適用
Ｐｔリサイクル技術
カソード触媒担体劣化抑制
実用技術開発１）実用技術開発 ②高ガス透過性材料（濃度分極＆圧損ばらつき低②電解質膜保護とガス拡散性の両立した高ガス透過
空気品質対応触媒・電極（ソーク時）
水素品質対応触媒・電極（アノード耐被毒）性材料減）
Ｐｔリサイクル技術の低コスト化
触媒活性・利用率向上 ⇒０.７V@3Acm-2 0.05触媒活性・利用率向上 ⇒０.85V@4.4Acm-2 0.03gPt/kW
0.1gPt/kW
高電位触媒活性向上①低電気抵抗材料（接触抵抗低減）
実用化に向けた開貴金属使用量大幅低減カソード触媒技術
２）実用化に向け①超低抵抗シート材料②電解質膜保護とガス拡散性の両立した高ガス透 高電位、逆電位抑制（高電位耐性向上、担体開発含め）
発・技術実証
触媒劣化大幅抑制（担体腐食、貴金属溶解・凝集抑制）
た開発・技術実証②高温運転対応（120℃）材料
高温化対応→120℃
高温化対応→100℃
過性材料
高温化対応⇒1１０℃
高温化対応⇒1１０℃
逆電位による劣化抑制（高電位耐久性向上）
触媒活性・利用率向上 ⇒0.85V@4.4Acm-2 0.03gPt/kW ①高電位化対応（0.85Ｖ）材料①超低抵抗シート材料
非金属触媒（Ptレス）
要素技術開発②革新物性シート（平滑度、熱伝導率、透水性、高電３）要素技術開発 逆電位による劣化抑制（高電位耐久性向上、担体開発含 カソード非貴金属触媒（Ptレス）のラジカル発生抑制②高温運転対応（120℃）材料
め）位耐性、濡れ性）
高電位触媒活性向上①高電位化対応（0.85Ｖ）材料
非金属触媒（Ptレス）
４）シーズ探索・基
シーズ探索研究探・
非金属触媒（Ptレス）②革新物性シート（平滑度、熱伝導率、透水性、高カソード非貴金属触媒（Ptレス）のラジカル発生抑制
盤研究
基盤研究
高温・高電位対応化技術
電位耐性、濡れ性）

中期的：高性能、低コスト 長期的：高温、高電位対応 が必要

４．取り組むべきテーマ案 シール（セル内／セル間ガスケット）
技術開発
ステージ

(Ａ) 2020-2025

38(Ｂ) 2025-2035①高温化対応(120℃）シール・ガスケット材料の開発②サブガスケット材料の低コスト化①低コストシール材料の成形性（短時間接着含む）③低コストシール材料の成形性向上技術（1枚/秒以１）実用技術開発 向上
上）②低コストシール材料の適用④含有成分の超低溶出化（反応触媒・残留モノマーなど）①高温化対応(120℃）シール・ガスケット材料の開発①高温化対応（120℃）シール材料の高耐久化②サブガスケット材料の低コスト化
２）実用化に向け②高性能化、高温化、高電位化対応技術（成形性、高③低コストシール材料の成形性向上技術（1枚/秒以た開発・技術実証
速生産性との両立含む）
上）④含有成分の超低溶出化（反応触媒・残留モノマーなど）①高温化対応（120℃）シール材料の高耐久化
３）要素技術開発 ②高性能化、高温化、高電位化対応技術（成形性、高速生産性との両立含む）
４）シーズ探索・基盤研究

中期的：低コスト、成形性向上 長期的：高温化対応 が必要

４．取り組むべきテーマ案 セパレータ・表面処理
技術開発
ステージ

(Ａ) 2020-2025

39(Ｂ) 2025-2035①良プレス成形性材料及び表面処理技術②低溶出性材料及び表面処理技術①セパレータ低抵抗材料の適用③低接触抵抗材料及び表面処理技術
１）実用技術開発 ②低ｺｽﾄｾﾊﾟﾚｰﾀ大量生産技術および品質担保手法の④低コスト高温・高電位耐性材料及び表面処理技
確立
術⑤高排水性・低接触流路構造①良プレス成形性材料及び表面処理技術②低溶出性材料及び表面処理技術
２）実用化に向け③低接触抵抗材料及び表面処理技術
た開発・技術実証④低コスト高温・高電位耐性材料及び表面処理技術⑤高排水性・低接触流路構造
３）要素技術開発４）シーズ探索・基①Ｔｉ精錬プロセス革新による低コスト化
盤研究

中期的：高性能、低コスト 長期的：高温、高耐久対応 が必要

40

４．取り組むべきテーマ案 量産技術開発
技術開発
ステージ

(Ａ) 2020-2025①高速生産技術の確立（1秒/枚）
１）実用技術開発 ・電極高速塗工技術の確立
・セパレータ高速生産技術の確立
・高速積層技術の確立（MEA化、ｾﾙ化、ｾﾙ積層）②高速生産に対応した技術開発
・ｼｰﾙ/ｶﾞｽｹｯﾄ材の高速積層対応技術の確立
２）実用化に向け ③低コスト・高ロバストなMEA要素の量産技術開発
た開発・技術実証 ・電解質膜量産技術の確立
・担体量産技術の確立
・触媒量産技術の確立(Ｂ) 2025-2035①超高速化生産技術の確立（10倍以上）②エージングレスの実用化開発③電解質膜、電極触媒材料、製造技術の共通化によるビジネス化の推進

３）要素技術開発 ①超高速化生産技術コンセプト・要素開発（10倍以上）②エージングレス化に向けた技術開発
４）シーズ探索・基 ③生産装置の共通化（寸法・仕様に対する許容度
盤研究拡大）

各生産技術の高度化や設備仕様の共通化が課題

４．取り組むべきテーマ案 解析・評価技術開発
技術開発
ステージ

(Ａ) 2020-2025①高耐久化(Ｂ) 2025-2035

・電解質膜劣化機構のモデル化
・電極触媒劣化機構のモデル化
・損失内容予測①高耐久化 ・高精度劣化予測（材料特性、構造、運転環境）
１）実用技術開発②性能向上 ・高精度性能設計（材料特性、構造、運転環境）②性能向上
・設計構造形成技術実証③高耐久化 ・ＭＥＡ劣化モデリング技術（触媒、電解質、ＧＤＬ）
実証
２）実用化に向け ①性能向上 ・構造/要素特性に基づく性能モデルの技術④性能向上 ・量子化学・電気化学・流体力学に基づいた計算
実証
た開発・技術実証の技術実証
・電極構造制御技術実証①性能向上に向けたプロセス解析
３）要素技術開発
・電極形成時の現象と機構解明
・エージング現象の解明と機構解析①高耐久化
・ＭＥＡ劣化解析技術（高精度部位特定）・電解質膜劣化機構の解明
・電極触媒劣化機構の解明②高電流密度化 ・MEA中の水・ガス・プロトン・電子輸送現象解明
・MPL/CL界面の液水・電子・熱移動解析
・GDL基材/セパレータ界面の電子・熱移動解析
４）シーズ探索・基 ③活性向上
・触媒ORR活性発現メカニズム解明＆支配因子/阻害因子（被毒を含む）の明確化④零下起動
・零下起動時のMEA中の水・ガス・プロトン輸送現象解明（want）
盤研究⑤高精度計測・高温下までのMEAセル・部材構造・特性評価手法（100～120℃）⇒長期 （120℃）・高精度計量観察技術（触媒表面積、担持量、酸化物被覆率、ﾌﾟﾛﾄﾝ伝導度、ｶﾞｽ透過性）
・触媒活性高精度評価技術⑥ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ
・量子化学・分子度応力学・電気化学・流体力学等に基づいた計算手法の開発
・究極の電極構造、材料物性のSimによる提示
・原子、分子ﾚﾍﾞﾙでの燃料電池材料設計手法および新規材料探索の手法確立

解析・評価技術の深化で将来の目標達成に貢献

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４．取り組むべきテーマ案 試験・評価方法

２０１１年に策定↓
その後の技術の進捗や目標の変化（NEDOロードマップ改定など）は未対応

将来課題に対応した見直しが課題

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１．はじめに
２．主な目標値（NEDO技術開発ロードマップ FCV・移動体）
３．目標達成に向けたアプローチ案
４．取り組むべきテーマ案
５．まとめ

まとめ

１．NEDO技術ロードマップで設定された目標が将来のFC開発をリードしうる内容であることを確認
２．目標達成に向けたアプローチ案を整理

３．今後取り組むべきテーマ案を作成

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