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.
NEDO水素・燃料電池成果報告会20218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/水素利用等高度化先端技術開発
/移動式FC用水素源アンモニアボランの社会実装に向けた先端技術開発
P1-24
連絡先:中川鉄水(琉球大学理学部)
tessui@sci.u-ryukyu.ac.jp
国立大学法人琉球大学、ハイドロラボ株式会社、崇城大学、I-PEX、昭和飛行機工業
研究室HP
https://sites.google.com
/view/hyenelab
実験動画
https://youtu.be/CPbd
sQzq4UU
n アンモニアボラン(AB)とは?
• 空気中で安定(他は不安定) → ⻑期保存可
• 高水素密度(19.6 質量% H2, ~148 g H2 /L )
• 簡便に水素放出(加水分解@室温)
• 他用途でも利用可(h-BN原料、還元剤など)
• 水素再充填方法の低コスト化
• 不純物(NH3など)の放出
<技術課題>
ポータブル充電器・非常用電源に最適
競合とのエネルギー単価比較(単位:円/kWh)
ABは価格・水素密度共に将来性が高い
n ABの市場価値
• 1 Nm3=1 kWhで計算(やや低い見積)
• アンモニアボラン(最安):14万円/kW
• MgH2は現状12万円/kWhとして計算
1200061114600100水素化マグネシウム(目標)
単三アルカリ電池(百円均一)
AB(最終目標10円/g)
カセットボンベ式発電気
【目標と主な成果・現状】
n 本製品の利用が想定されるケース(例)
アンモニアボランを水素源とする1 kW級FC用水素供給装置開発
開発内容
高圧タンクが使いづらい(高付加価値の)
場所から徐々に拡大
1 製造(目標:10 kg/日製造・10円/g)
SolventTankFiltrationColdtrapEvapo
rator
H2 Vent
NaBH4
(NH4)2SO4
Na2SO4
NH3BH3
Solvent vapor + H2
Reactor
原材料投入
加温・攪拌
(AB取出)
Reactor
Reactor050,000
100,000
150,000
10kg製造時の原価
SBH 硫安 THF
電気代 固定費等
• 1kg/日製造装置製作中 • SBH単価 2300円/kg
で10円/g達成
・SBH価格は
メーカー目標価格
・リサイクルNaBO2
使用時は約700円/kg
• 大容量化による分解物抑制を対策検討中
2 輸送(目標:輸送技術・輸送容器開発)
• 安全性:可燃物・非危険物、毒性有
ü 容積絶対湿度:4.4 g/m3以下
ü 容器内温度:50 °C以下
(真夏の直射日光下)
→輸送時の要求条件決定 小型(1L)容器
製作・評価中
3 水素放出(目標:水素17 L/min安定供給)
• 加水分解:NH3濃度<0.1ppm→システム化00.511.522.533.5
0 1800 3600 5400
流量[L/min]
time[sec]
3,700秒間
0 1800 3600 5400
時間[s]
N D N D N D N D N DNH3濃度
検知管:0.5~ 78 ppm
1 SLM
H2 1 L/min&NH3 濃度0.5ppm未満、1時間 達成
→スケールアップでH2 17 L/minを目指す
4 リサイクル(目標:低コスト法開発)
• 熱水分解→発電
SOFCで発電成功
• 熱分解:60 °C・1時間で
12質量%程度放出
→アンモニア抑制
に課題 ※(注記)特許7017236号
0 4 8 12 16 20 24
x=0 x=1 x=3 x=5
x=6 x=7.5 x=10
ー d-LiH:NaH:AB:EmimCl
=250:x:250:1
--- f-LiH:AB:EmimCl=250:250:1
f-LiH-AB-EmimCl mixture (x=0)
ReleasedH2
(wt.%)0123456789101112131415
Time (hr)
NaH=6
○しろまる:Non-sieved AB
●くろまる:Sieved AB (D50=0.614mm)
●くろまる:Sieved AB (D50=0.238mm)
+:NaH=×ばつ:NaH=10NH3
concentration(%)00.51.01.52.0
Sample temperature (°C)
150 200 250 300
熱分解放出挙動(左)とNH3放出量(右)
n 概要 • 保存:最大3年空気中
保存で劣化無し
• 輸送: ABの温湿度・
劣化度評価
約1リットル
• 加水分解→発電
デモシステムで成功FC←モバイルバッテリー
モバイル
バッテリー
充電中
AB加水分解→発電 デモシステム
部分ごとに手法確立