2014年02月24日10:26
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燃料電池的主流——固體高分子型燃料電池（PEFC）和固體氧化物型燃料電池（SOFC）圍繞低成本化展開了競爭。PEFC方面，可削減催化劑中鉑的使用量的核殼催化劑開始展現成果。SOFC方面，發現了有望把工作溫度降至400℃左右的新材料。
“業內的目標是到2016年使實售價格降至70萬日元出頭。如果能實現這一目標，不用做宣傳也能賣出去”（東京燃氣）。日本針對家用燃料電池系統的補助制度到2015年度就要停止，這促使燃料電池的低成本化技術開發加快了速度。家用燃料電池的業界團體提出了把目前為150萬∼160萬日元的家用燃料電池系統實售價格一舉降低一半的大膽目標。當然，家用領域的技術也可以用於工業用途。
業界之所以對降低成本如此有信心，是因為燃料電池車將於2015年上市。燃料電池車大多採用在家庭用途佔主流的固體高分子型燃料電池（PEFC），預計將產生波及效果。事實上，PEFC的課題之一——鉑（Pt）催化劑用量的削減也在快速推進（圖1）。
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圖1：圍繞高效率和低成本展開競爭 PEFC和SOFC圍繞發電效率和制造成本展開了競爭。PEFC的課題是削減鉑用量，SOFC的課題是降低工作溫度等。圖為家用燃料電池示例。（PEFC的圖由東京燃氣提供，SOFC的圖由大阪燃氣提供） |
在實用化方面領先一步的家用PEFC方面，東京燃氣和鬆下2013年4月推出的產品已是第三代。每一代產品努力削減了成本，第三代產品的標准價格由原來的276.15萬日元降到了199.5萬日元。
為第三代產品降低成本做出貢獻的是鉑等貴金屬使用量的削減。例如，對於發電的核心——電池單元，將其電極催化劑的鉑用量削減了50％。兩家公司沒有公布詳細情況，據說是通過控制催化劑的粒度分布、同時提高催化劑層與電解質膜的密封性以提高導電性，從而削減了鉑用量的。另外，利用天然氣制備氫氣的重整器也把去除一氧化碳（CO）的選擇氧化催化劑使用的貴金屬用量削減了50％（圖2）。注1）
注1）不僅削減了貴金屬的用量，還把電池單元與重整器的耐久性由5萬小時提高到了6萬小時。前者是通過提高化學耐性、后者是通過優化溫度平衡實現的。
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圖2：綜合效率達到95％ 東京燃氣2013年4月推出了家用PEFC新產品，該產品的綜合效率提高到了95％（a）。還計劃在2014年4月推出面向住宅樓的產品（b）。（圖由《日經電子》根據東京燃氣和鬆下的資料制作） |
燃料電池廠商在降低成本的同時，還在努力擴大可設置場所，比如寒冷地區、住宅樓等。東芝燃料電池系統公司開發出了將以前為-10℃的環境溫度下限降到-20℃的燃料電池。這是通過追加在室外溫度低時防止散熱增加的小風量換氣扇、強化停止運轉時等使用的保溫加熱器、強化用來減少機殼散熱的隔熱材料等實現的。東京燃氣和鬆下預定於2014年4月推出可設置在住宅樓裡的產品。該產品進行了多處改進，例如，為了能設置在高樓層而改進了進氣和排氣構成、從而減弱了風壓的影響﹔為了能設置在住宅樓走廊的管道井內，把排氣等的出風口集中到了一處。
可提供應對停電等新價值的技術的開發也在進行中（圖3）。目前，有些家用燃料電池具備即使運行過程中停電也能繼續運轉的功能。不過，如果停電時燃料電池處於停止狀態，由於無法向燃料泵等輔助設備供電，所以無法啟動。
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圖3：配備蓄電池 東芝燃料電池系統開發出了配備蓄電池的家用燃料電池系統。可在停電時啟動，還能提高輸出功率。（圖由《日經電子》根據東芝燃料電池系統的資料制作） |
東芝燃料電池系統開發出了配備蓄電池、可單獨啟動的產品。如果配備500Wh左右的蓄電池，燃料電池系統就能單獨啟動。如果把蓄電池的容量增加到500∼1000Wh左右，在使用微波爐等耗電量較大的家電產品時，還可以將燃料電池和蓄電池組合起來使用。
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