燃料電池の普及は、化石燃料の節約、CO₂排出量の削減、再生可能エネルギーであるバイオガスの活用促進等に大きく貢献します。その中でも、最も発電効率が高く、多様な燃料を効果的に活用できる固体酸化物型燃料電池(SOFC)が注目されています。しかし、主に次の3つの理由により、まだ本格的な普及に至っていません。

(1)高コストで経済的メリットがない
(2)耐久性が十分証明されていない
(3)体積あたりの出力密度が低く、システム全体が大型化してしまう。

図1: 次世代SOFCスタックPrinted Fuel Cell®の構造

当社は、印刷技術を活用して、セラミックスからなるセパレータ層を含め、燃料電池の各層(燃料極、電解質、空気極)を積層し、スタックとして一体焼結する次世代SOFCスタックPrinted Fuel Cell®を開発しました。(図1)

その結果、スタックの厚さは既存技術と比較して1/3〜1/10程度となりました。シンプルな構造で製造工程も少なく、必要部品点数、及び必要材料量が少ないため、製造コストを大きく削減することが可能です。

スタックが非常に薄いため、当初はガス供給に課題がありました。しかしながら、助成事業を通じて適切なガス流路を導入することに成功し、必要なガス量を得た上でガス透過性を改善させることによって、出力密度を大きく向上させることができました。

本技術開発を推し進めることにより、低コスト・高体積密度のSOFCスタックを、燃料電池システム製造企業へ提供できるようになります。具体的なアプリケーションとしては、携帯・非常用ポータブル電源、次世代家庭用燃料電池、大型トラック用補助電源、商業用分散電源などを想定しています。

早期にPrinted Fuel Cell®を実用化することを目指して、出力密度の更なる向上、実用化サイズのスタック開発に取り組んで参ります。