効エネルギー日記

エネルギーの効率的利用を中心に、自分の考えを述べる。

再エネから水素を固体酸化物型電解で高効率製造

最近太陽光発電からの電気で水を電気分解するシステムが実証段階を終わるような気配になっている。ここでの課題は電気分解の効率がかなり低いために、時間とコストがかかることだろう。これを多少でも解消する技術がNEDOから紹介されている。従来の水の電気分解技術に比べて、大幅に電解電流密度を高めた材料を使い、水素を大量に合成できるというものだ。それは、無機機能材料研究部門 機能集積化技術グループが開発したもので、固体酸化物型電解セル(SOEC)の陽極に使う、寸法がnmレベルの酸化物複合化材料だ。
固体酸化物型電解セルによる水電解は、水素製造に必要なエネルギーを従来の水電解技術に比べて20〜30 %削減できる上、Pt(白金)などの貴金属による電極が不要などの利点がある。しかし、その一方で、セル面積あたりの水素製造量(合成速度)が少なかった。新しい材料を陽極に使った固体酸化物型電解セルで高温水蒸気電解したところ、電解電流密度は2.3 A/cm2(750 ℃、電解電圧1.3 V)となった。既存の水電解技術であるアルカリ水電解や、高分子型電解、これまでのSOEC高温水蒸気電解の2〜10倍という数値で、実用化の目安とされている2 A/cm2を上回ったということだ。これと同じような固体酸化物電極を使って水素を使う技術について、米国のFuel Cell Energy社が最近発表したものに拠れば、かなり大量に分解製造できる技術をDOEの資金支援を受けて開発したと言うことだ。この場合には、水素を大容量の固体酸化物燃料電池で発電するのに使うとしている。水素経済社会が近くなっているという感じがする。