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No.84「グリーン水素製造に貢献する水電解評価技術」
JFE-TEC News No.84号 カーボンニュートラル(CN)特集号 記事一覧
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No.84 カーボンニュートラル(CN)特集号
グリーン水素製造に貢献する水電解評価技術
Evaluation of Water Electrolysis Contributing Green Hydrogen Production
なぜいまこれが?
自然エネルギー(太陽光・風力など)由来の電力を活用した水素製造技術(水電解)は、カーボンニュートラル達成に向けた重要技術です。自然エネルギーは出力変動が大きいため、変動耐性に優れた固体高分子膜を用いた水電解が主流となっています。水電解には、プロトン交換膜(PEM)方式とアニオン交換膜(AEM)方式の2種類があり、いずれも「セル」と呼ばれる電解ユニットで性能評価を行います(図1)。本技術はまだ新しく、評価方法の標準化が進んでいないため、独自の評価技術が求められています。

これがポイント!
セルは、膜、触媒、拡散層、セパレータなどで構成され、評価は主に以下の3点に分類されます。(1)初期電解性能(触媒性能に起因する電解効率など)、(2)長期耐久性(電解性能の長期評価、長期連続評価など)、(3)使用部材の性能・耐久性、です。当社ではPEM・AEM両方式に対応した評価設備を保有し、AEM水電解の連続評価装置を独自開発、複数台運用しています。写真1に、評価試験装置例を示します。お客様ご支給セルだけでなく、当社保有の様々なタイプのセルを貸与しての試験も対応しております。

部材評価では標準化された評価技術から当社が独自で開発した評価技術まで、多数の評価メニューを取り揃えています。一例を紹介しますと、①物理解析技術により触媒粒子の分布や粒径の統計解析に利用できる3D解析技術、②固体高分子膜の電解液中環境における機械的特性、突き刺し強度等を計測する技術、③拡散層の水・ガス透過性評価技術、④セパレータ、拡散層に代表される金属部材の耐食性・耐久性を電気化学・分析技術により評価する方法、などです。固体高分子膜への触媒塗布、先に紹介したセル等の初期性能から長期性能までを一貫して評価できる体制を整えております。また加えてセル製作や部材試作等の相談にも応じます。ぜひお気軽にご相談ください。
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