JFEテクノリサーチ、グリーン水素製造技術開発を加速する水電解評価試験装置を販売開始

接液部金属フリー構造により高精度評価を実現、部材開発から耐久試験まで自社環境で検証可能に

JFEテクノリサーチ株式会社は、グリーン水素製造技術の研究開発を支援する「水電解評価試験装置」の販売を開始いたします。

本装置は、水電解単セルに対して電流・電圧・温度・流量・圧力などの条件を精密に制御しながら、初期性能から長時間の耐久性まで一貫した電解性能評価を可能にし、水電解セルの各種部材（触媒、電極、膜、多孔質輸送層、セパレータ）の研究開発やセル設計に有益な試験データを提供します。また、接液部に金属を使用しない構造としたため、金属イオン溶出の影響を排除し、水電解セルが有する性能を高精度に評価できます。

当社はこれまで、水電解関連の受託評価・試験サービスを通じて培ってきた知見をもとに、評価環境の構築から運用までを考慮した装置設計を行ってまいりました。このたび、その経験を生かし、お客様自身による評価試験の実施を支援し、研究開発のスピードアップに貢献します。

各種条件を精密に制御しながら水電解単セルの電解性能を評価します。接液部に金属を使用していないので電解に影響を与える金属イオン溶出を排除し、高精度評価を実現。

背景

カーボンニュートラルの実現に向けて、水素エネルギーへの期待が高まる中、水電解による水素製造技術の研究開発が世界的に活発化しています。水電解とは、電気を利用して水を水素と酸素に分解する技術です。再生可能エネルギー由来の電力と組み合わせることで、CO₂を排出しない「グリーン水素」の製造手段として注目されています。

こうした開発を加速させるためには、材料や触媒の性能を正確に評価できる試験環境が不可欠です。しかし、従来の水電解評価試験では、配管や接液部に使用される金属材料から溶出した金属イオンが試験結果に影響を与える場合があり、PEM^※1水電解では電解質膜の劣化促進要因となる可能性、AEM^※2水電解ではアルカリ環境下での金属腐食が懸念されています。こうした背景から、より高精度で再現性の高い評価環境が必要です。

JFEテクノリサーチは、水電解関連の受託評価試験を通じて蓄積した技術とノウハウを活用し、お客様自身による評価試験を支援して研究開発のスピードアップに貢献するため、本製品を開発、商品化しました。

※1 PEM（Proton Exchange Membrane, プロトン交換膜）：固体高分子形
※2 AEM（Anion Exchange Membrane, アニオン交換膜）：アニオン交換膜形

装置の概要

本装置は、水電解単セルに対して電流・電圧・温度・流量などの条件を精密に制御しながら電解性能評価を行う試験装置です。「単セル」とは、水電解装置を構成する最小単位の電解反応セルのことで、触媒、電解質膜、電極、ガス拡散層など部材の性能評価や、セル構造の最適化検討に用いられます。部材開発の初期段階から実用化を見据えた長期耐久試験まで一貫した評価環境を、お客様の自社内に構築できます。

水電解評価試験装置の特長

接液部金属フリー構造による高精度評価

本装置最大の特長は、試験液が接触する配管や流路などの接液部に金属材料を一切使用しない「金属フリー構造」を採用していることです（セル本体は金属製）。これにより、金属イオンの溶出による試験への影響を抑制し、触媒、電解質膜、電極、ガス拡散層など部材本来の性能を高精度に評価することが可能です。

また、PEM形だけでなくAEM形においても、金属腐食や不純物混入の影響を低減し、信頼性の高い評価環境を提供します。

再生可能エネルギー連携を模擬した間欠運転による劣化評価に対応

太陽光・風力発電などの変動電源との連携を想定し、起動・停止を繰り返す間欠運転条件での評価が重要視されています。本装置は、ポテンショスタット（電位制御電源）をオプション設定することで、PEM形水電解セルの起動停止模擬試験にも対応可能です。実用環境を模擬した条件下で劣化挙動を把握し、材料選定や設計最適化に活用いただけます。

研究開発ステージに応じたカスタマイズ対応と、導入後の技術サポート

柔軟性高く評価ができるマニュアル仕様から、効率的に評価を進めるプログラム制御仕様まで、開発ステージや評価目的、予算に応じた装置構成をご提案します。また、背圧制御（セル内部に圧力を与えた状態で評価する機能）などの機能追加にも対応し、研究開発フェーズから実用化検討まで幅広く活用いただけます。

装置導入後も、試験条件設定などの技術サポート（有料）や、溶液・部材の分析、評価などの受託サービス（有料）により、研究開発を継続的に支援します。

装置の仕様

• 接液部金属フリー
• 背圧：MAX0.3 MPa
• 電源：KIKUSUI
• 流量：1mL/min～100mL/min
• 水素警報器

（オプション例）

• カソード水素ライン
• ガス分析ライン
• アノード循環
• 水素ガスクロスリーク
• 石鹸膜流量計
• UVランプ

主な活用例

• 水電解触媒の性能評価
• 電極材料の性能比較試験
• 膜・ガス拡散層など構成部材の評価
• セル設計・運転条件の最適化
• 長期耐久性評価
• 背圧がセル性能に与える影響評価
• 新規水素製造技術の研究開発

今後の展開

JFEテクノリサーチは、これまで培ってきた評価・分析技術と計測制御技術を活かし、水電解をはじめとする次世代エネルギー分野の研究開発支援を強化してまいります。また、装置販売に加え、受託評価や分析サービスと組み合わせたトータルソリューションを提供することで、お客様の技術開発を幅広く支援してまいります。

詳細については下記ホームページをご覧ください。

水電解評価試験装置の販売
https://www.jfe-tec.co.jp/solution/water-electrolysis/equipment/