NEDO水素・燃料電池成果報告会2024
団体名:
発表日:2024年7月 日
発表No.1.41.51.61.71.81.92.00.0 0.5 1.0 1.5 2.0
電圧(V)電流密度(A/cm2)
基準フッ素膜MEA
1.93V、効率76%
【シートCCM、中型スタック】
東レ開発MEA19-1
1.71V、効率87%
【シートCCM、中型スタック】
NEDO最終目標値
1.75V以下@2A/cm2
東レ開発MEA23-1
1.68V
【ロールCCM、小型セル】
●くろまる024681012141618200 5000 10000 15000 20000 25000 30000H2crossover
current
(mA/cm2)
DW Cycle
■しかく 機械的耐久性*1)(FCCJ対比4倍加速)
判定基準
開発CCM19
【シートCCM】
前事業実証CCM22A
【シートCCM】
東レ開発CCM23A
【ロールCCM】
*1) 「固体高分子形燃料電池の目標・研究開発課題と評価方法の提
案」(H23年1月FCCJ発行)15頁記載の最終目標条件参照
*2) HC無補強膜をベースに加速倍率を設定
【乾湿サイクル評価 : 80°C 0%RH, 2min⇔150%RH, 2min】
NEDO水素・燃料電池成果報告会20218(大項目)燃料電池等利用の飛躍的拡大に向けた共通課題解決型産学官連携研究開発事業
(中項目)燃料電池の多用途活用実現技術開発
(小項目)高信頼性炭化水素系電解質膜の革新的CCM生産技術開発
P1-41
連絡先:東レ株式会社
https://www.toray.co.jp/
東レ株式会社
【開発目標】
低ガス透過で、機械的および化学的耐久信頼性に優れた高信頼性炭化水素系電解質膜のCCMを、シートCCM(バッチ加工)から
普及拡大を見据えた供給量を達成し得る、革新的なロールCCM(Roll to Roll加工)の生産技術開発を開発目標とする。
1.ロールCCM製造プロセス技術開発
2.実証膜による発電性能・
耐久信頼性評価・実証
電解質膜
加工
CCM加工 MEA セルスタック
【本事業 技術開発内容(実施期間:2022〜2024】
(研究開発フロー)
前事業技術開発
(2020~2021)
ロールCCM
炭化水素系
電解質膜
シートCCM
<ロールCCM(本事業の開発目標)>
触媒塗液
炭化水素系
電解質膜
<バッチCCM(従来)>
プレス機
(研究開発成果)
(開発目標と進捗)
【研究開発項目1,3 革新的CCM生産技術開発・実証】
(本事業の取り組み)
(2023年度):小型設備にて、炭化水素系電解質膜を用いたロールCCM製造プロセス要素技術開発を実施
(2024年度):導入した高生産性設備を用いて、高生産性ロールCCM製造プロセス技術開発を実施中
水電解向けCCM試作品
(500mm幅)
【事業概要】
膜電極接合体(MEA)を構成する「炭化水素系補強電解質膜の製造プロセス技術開発、発電性能・耐久信頼性の評価・実証」を
前事業で進め、基準フッ素膜を上回る性能を示す補強電解質膜を供給可能とする革新的生産技術を開発・実証した。
後継事業として、「高信頼性炭化水素系電解質膜の燃料電池及び水電解向けCCMを供給可能とする革新的CCM生産技術」を
開発・実証する。また、生産性を実証したCCMで、燃料電池及び水電解の各種評価を行い、実用化に向けた性能評価を実施する。
【研究開発項目2 発電性能と耐久信頼性の両立】
【研究開発項目4 水電解中型セルスタック実証あ】
(2023年度):小型設備で作製したロールCCMサンプル(CCM23A、MEA23-1)でポテンシャル検証を実施
(2024年度):生産性を実証したロールCCMで最終目標の各性能を実証予定
■しかく 水電解 性能評価
■しかく 燃料電池 耐久性評価
■しかく 機械的耐久性*1)(FCCJプロトコル)0246810120 10000 20000 30000H2crossover
current
(mA/cm2)
DW cycles
NRE211CS
NafionHP
FCCJ final target
FCCJ 2015 target
NEDO FY2014 target
判定基準
開発膜19
【シートCCM】
【乾湿サイクル評価 : 80°C 0%RH, 2min⇔150%RH, 2min】
進捗
(2024/5)
達成
見込
最終目標
評価基準
項目
1燃料電池向けCCM生産技術(触媒調合)
設備設計・選定・発注・据付完了
導入設備によるプロセス条件検討中
2燃料電池向けCCM生産技術(CCM化)
小型設備によるプロセス条件検討完了
設備設計・選定・発注・据付完了、検討開始〇ロールCCM
>20万m2/年
(FCV2万台/年)東レ実証膜22AシートCCM
(ラボスケール)
製造プロセス技術開発
(CCM生産技術)
【研究開発項目1】
革新的CCM生産技
術の開発・実証燃料電池
1小型設備での事前評価では目標達成見込み
2生産性実証CCMの作製待ちであり、
2024年度に実証予定
(〇)
>NafionHP
NafionHP
(0.24V@0.9A/cm2)
発電性能1)
(FCCJ条件,
100°C30%RH)
【研究開発項目2】
発電性能と
耐久信頼性の両立
(〇)
>1350h
NafionHP
(225h)
化学的耐久性2)
(NEDOプロトコル)
(〇)
>120,000回相
(4倍加速>30,000回)
NafionHP
目標20,000回
機械的耐久性3)
(FCCJプロトコル)
1水電解向けCCM生産技術(触媒調合)
設備設計・選定・発注・据付完了
導入設備によるプロセス条件検討中
2水電解向けCCM生産技術(CCM化)
小型設備によるプロセス条件検討完了
設備設計・選定・発注・据付完了、検討開始〇ロールCCM
>20万m2/年東レ開発MEA19-1
シートCCM
(ラボスケール)
製造プロセス技術開発
(CCM生産技術)
【研究開発項目3】
革新的CCM生産技
術の開発・実証水電解1小型設備での事前評価では目標達成見込み
2生産性実証CCMの作製待ちであり、
2024年度に実証予定
(〇)
<NEDO目標
(1.75V以下@2A/cm2)
基準フッ素膜MEA
(1.93V@2A/cm2)
中型セルスタック
水電解性能
【研究開発項目4】
水電解中型
セルスタック実証