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Professor, Advanced Research Laboratories, Tokyo City University

固体酸化物形燃料電池（Solid Oxide Fuel Cells）の開発競争は、Westinghouse 社（現 Siemens）が円筒縦縞形セルを採用してブレークスルーした 1980 年代の後半から実質的にスタートした。その技術内容を吟味すると、何故円筒形なのか、何故シール材・合金を使わないのかなど、SOFC 技術を考える上での貴重な指針が得られる。他方、製造コストが高いこと、体積当たりの出力が小さいことが欠点として指摘され、これに代わるスタック構造の提案も多くなされた。シール材と合金インターコネクトを使用する平板形の開発を敢行していた Siemens 社が、Westinghouse社の重電部門を買収した 1990 年代半ばから、事態が大きく変化する。この買収の結果、Siemens 社内では平板形を中止し、円筒形に一本化すると同時に、人も大きく入れ替わった。Pittsburg を去った多くの人が新たな場所で SOFC開発を開始し、そのころ BMW-Delphi が自動車の補助電源用としての SOFC を提案していたので、小型平板形が大きな流れの一つとなった。その後 Siemens が 2009 年に、Pittsburg の SOFC 部門を売りに出してしまい、実質的に円筒縦縞形開発の歴史が発祥の地である Pittsburg で終えることになってしまった。
日本ではこの間、どのような開発が行われてきたか？ Westinghouse 社の 3kW, 25kW システムの実験的検証が日本で行われたことからも分かるように、ガス会社を中心にして SOFC 技術に対する評価・期待が大きかった。日本のSOFC にとって最も好ましいスタートを切ったと言える。また、スタック開発技術者の中でも、円筒縦縞形に対する敬意・評価が根強く残っている。日本企業の得意とするところは、製造方法の低コスト化であるため、いち早く実現している。その中でも、本誌でも以前に解説したように京セラ・大阪ガスが開発した筒状平板形が多くの点で円筒縦縞形と比較すべき長所をもっている。円筒を筒状にし、筒の内側を燃料、外側を空気とし、空気中で合金を用いるという、より困難な挑戦的課題に取り組み成功している。その最も画期的な成果は、負荷追従性の実現にあろう。長らく SOFC は負荷変動には不向きであると見なされてきたが、実証研究において満足すべき負荷追従性を示すことが明らかになった。多くの燃料電池関係者が、この成果を目の当たりにして、“ 目から鱗 ” が取れたと評した。この成果は、家庭用に限らず中容量、大容量の SOFC システムを考える上での大きな示唆を提供するものであろう。
また、三菱重工業が長年取り組んできているハイブリッドシステムも、成果を着実に積み重ねている。この三菱重工業が採用した円筒横縞形も、Westinghouse 社が円筒縦縞形を行う前に検討していたスタック構造であり、円筒縦縞形と相互比較すべき技術的長所をいくつかもっている。他方、出力密度が小さいという欠点は同様である。世界を見渡してみると、ハイブリッドシステムの開発がほとんど行われなくなってしまった現状からみると、更に貴重な成果を積み上げていくことが切望される。
耐久性、コストなどを考慮すればどちらもまだ 100%の完成度とは言い難いのも事実であろう。但し、どちらもシステムとしての形が出来ているのが、従来の SOFC の開発から見れば大きな進展である。家庭用 SOFC としては、
TOTO のマイクロ円筒形、日本特殊陶業の平板形が同様にシステム開発されており、実証研究に参加している。前者
は九大の石原教授の開発したランタンガレート系電解質を用いたセルであり、イオン伝導度の高いことを活用でき、後者は出力密度を大幅に改善したスタックとして注目に値する。
このように多様な SOFC システムが実際に運用されているのは日本の大きな特徴であり、更に NEDO による SOFC
Project は多様な SOFC を展開する上での貴重なプラットホーム機能を提供している。産官学連携を基礎にした今後の更なる発展を期待したい。

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巻頭言 ‫˳׍‬ᣠ҄ཋ࢟༓૰ᩓ൷᧏ႆỉኺዾểʻࢸỉ‫ޒ‬ஓ
東京都市大学

特集総合研究所特任教授

横川晴美…

１

梅田実…

６

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長岡技術科学大学

Ṳᴾദಊઘ൦২ᘐỆợỦἢỶỼᩓ൷ỉЈщ݅ࡇӼɥᴾᴾ
ソニー㈱

中川

貴晶、酒井秀樹…１２

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藤原直子…１６

義治、加納正史…２１

拓也、中川紳好…２８

産業技術総合研究所

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積水化学工業㈱中嶋秀康、今野Ṳᴾ᭗ຜࡇἳἑἠὊἽửМဇẴỦᾓᾜᾕᾒἋἑἕἁỉ᧏ႆᴾᴾ群馬大学

辻口ṲᴾɤᓛỾἋ҄‫ܖ‬ὍỆấẬỦᾓᾜᾕᾒἋἑἕἁӏỎႆᩓἉἋἘἲỉ᧏ႆᴾᴾ
三菱ガス化学㈱谷口貢…３５Ṳᴾ᩼ᝮ᣿‫ޓ‬ỂỉỺἑἠὊἽᩓൢ҄‫ܖ‬ᣠ҄ửӧᏡểẴỦ‫ࣱ܉ٶ‬᣿‫ޓ‬ᥴ˳ᚑ‫ۥ‬ᴾᴾ
九州大学

古山通久、石元孝佳、小倉 鉄平
木下 昌三
北川宏…３９旭化成㈱京都大学／九州大学

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村田誠…４４

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モルフィック㈱練生川健一…４９

Ṳᴾ໎ܹ଺ἢἕἁỴἕἩဇỽὊἚἼἕἊ‫׹‬༓૰ᩓ൷ἉἋἘἲᴾᴾ㈱マウビック

小沢誠…５４

技術情報
ṲᴾἝỼἨᣠἜἠἋἁἿὊἽể᣿‫ޓ‬ᥴ˳ửဇẟẺʴ߻ήӳ঺‫׹‬൦እဃ঺ኒỉನሰᴾᴾ
東京大学／ JST さきがけ

前田和彦…５９

宮澤慎二…６６

Ṳᴾ‫˳׍‬᭗Ў‫܇‬ᩓᚐឋᐏίᾟᾔᾜὸử̅ဇẲẺ൦እႆဃᘺፗḛᾗᾗᾞᾖḜᴾᴾ㈱神鋼環境ソリューション

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数百Ｗ級 DMFC 電源は、屋外イベントなどに適した電源です。
このタイプの DMFC では、周囲条件に影響されずに負荷に応じて安定した空気流量を流す必要があるため、アクティブ型が一般的です。

（三菱ガス化学㈱提供の写真を図案化）

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椛澤康成…７０

幹夫、髙見祐介…７５㈱菊池製作所

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東邦テナックス㈱斉藤Ṳᴾ‫˳׍‬ᣠ҄ཋ࢟༓૰ᩓ൷ίᾢᾞᾕᾒὸἍἽϋỉᣠእỶỼὅЎࠋỉӧᙻ҄༓૰ᩓ൷ỉӒࣖೞನᚐଢẆэ҄ೞನᚐଢẆ᭗ࣱᏡ҄ồỉૼẺễ἖ὊἽử᧏ႆᴾᴾ
産業技術総合研究所

堀田照久…７９

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National Institute for Materials Science（NIMS）

E. Fabbri、D. Pergolesi and E. Traversa…８２

解説‫࢟ݱ‬༓૰ᩓ൷ἉἋἘἲσᡫᛐᚰؕแỉોᚖಒᙲ㈳日本電機工業会（JEMA） 萩原研究室紹介‫׎‬ᇌ‫ܖٻ‬ඥʴẅᩓൢᡫ̮‫ܖٻ‬Ẑ༓૰ᩓ൷ỶἠἫὊἉἹὅᄂᆮἍὅἑὊẑኰʼ電気通信大学

報告

賢一…８７

岩澤康裕…９２ṼᾕῄᾴΆᴾᾒᾴΆΆῂᴾᾢᾲᾸᾴ᾽ᾲᾴᴾᾰ᾽ᾳᴾᾣᾴᾲᾷ᾽ιΆιᾶῈᴾᾁ὿ᾀ὿‫إ‬ԓ
物質・材料研究機構
宇宙航空研究開発機構
燃料電池開発情報センター
産業技術総合研究所
東北大学
東京ガス㈱
㈶電力中央研究所

金済徳
曽根 理嗣
永田進
西村 靖雄
橋本 真一
藤田顕二郎
麦倉 良啓…９６

会告・情報Ṽᄂᆮ˟ሁᴾᴾṼᴾẐᵲᵦᵣᴾᵪᵟᵲᵣᵱᵲᴾᵬᵣᵵᵱẑᚡʙἑỶἚἽኰʼᴾᴾṼᴾᵤᵡᵠấợỎᵦᵤᵡᵪỉᚡʙἑỶἚἽኰʼᴾᴾ
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編集委員

宮原純…128