高出力密度，高効率な水電解·燃料電池可逆セルスタックの開発

摘要

固体高分子形の燃料電池は，常温作動や迅速な起動，停止が可能であるなど，また同形の水電解装置は，不安定な自然エネルギーの利用や，頻繁な起動，停止にも対応可能であるなどの特徴を有する．そのため，前者は自動車の動力源や家庭用コージェネレーションシステムの発電機として，後者は燃料電池で用いる水素の製造装置として注目されている．これらの機器は，原理的に双方の機能を持ち合わせた可逆セルとして一体化することができる．これを実用化できれば，水素利用の新たなエネルギー機器として，省コスト，省スペース，高稼働率を享受できる．しかし，一体化させたがゆえに，双方の性能が低下するのであれば，可逆セル(Unitized Reversible Cell: URC)を開発する意味はない．つまり可逆セルの開発には，水電解と燃料電池の両モードにおいて，各専用機と同等の性能と出力安定性が求められる．本報では，可逆セルの実用機器としての技術的な実現可能性の検証を目的として，先ず実用規模の電極面積250cm{sup}2を有する可逆単セルを試作し，その性能評価試験を行った．次に，これらの知見を基に，燃料電池モードでの電気出力が実用に供せる1kW級の10セルからなる可逆セルスタックを試作し，その性能評価試験を行った．そしてこれら一連の試験を通じて，機器性能の検証と運転制御方法の開発をした．