低温動作で高出力発電、日立が次世代燃料電池技術を開発：自家発電装置や非常用電源に適用

日立製作所、低温動作で高出力発電を可能にする固体酸化物形燃料電池（SOFC）技術を開発した。工場の自家発電装置や災害時の非常用電源などに適用していく。

[馬本隆綱，EE Times Japan]

「分割したセルごとに管理」「電解質層を薄く均一にして出力密度を向上」

　日立製作所は2025年7月、低温動作で高出力発電を可能にする固体酸化物形燃料電池（SOFC）技術を開発したと発表した。工場の自家発電装置や災害時の非常用電源などに適用していく。

　SOFCは効率に優れた発電技術である。ところが、従来のSOFCは700℃という高温動作が必要である。「起動に要する時間が長い」「厚い断熱材が必要」といった課題もあって、一部用途では利用が制限されていた。

　そこで日立は、従来の課題を解決するために2つの技術を開発した。その1つは燃料電池の構造を細かく分割して、セルごとに管理する技術である。分割した小型セルでアレイを形成。その上で、故障の可能性があるセルについてはスクリーニングによって除去する。これによって、全体の信頼性を向上させることができる。製造プロセスにおける歩留まりも向上する。

　もう1つは、電解質層の厚みを均一に薄くすることで出力密度を向上させる技術である。厚みを均一にすることで、局所的な薄膜部分から生じやすい電子の漏れ電流を抑えた。この結果、SOFCの動作温度は519℃まで下がった。しかも、1W/cm²を超える出力密度を達成した。起動時間の短縮や断熱材の使用量削減も可能になるという。

左は複数の分割セルを内蔵したSOFCスタックの外観、右は内蔵SOFCセルの拡大図［クリックで拡大］ 出所：日立製作所

　日立は今後、SOFCのさらなる低温動作化や高出力化に向けた研究を継続していく。また、パートナー企業や補機メーカーとの協創により、産業用分散電源や可搬型電源として社会実装を目指すことにしている。