１．国家家的施策
２．地方自治体の施策
３．ＰＡＦＣシステム
４．ＳＯＦＣの開発成果
５．ＰＥＦＣの開発
６．住宅用ＰＥＦＣコジェネシステム
７．ＦＣＶ最前線
８．ＦＣＶ実証運転試験
９．超小型ＰＥＦＣデバイスの開発
１０．改質技術の開発
１１．燃料関連の技術と戦略
１２．ＦＣＶ市場分析と予測

A POSTER COLUMN「Are fuel cell companies ready for the challenge? 」

　資源エネルギ―庁のＤＭＥ戦略検討会は、火力発電プラントやＦＣ等、電力分野においてＤＭＥを燃料として利用するための課題を整理し、その利用を促進するための政策を検討することになった。ＤＭＥは石炭、天然ガスを原料に生成される無色のガスで、ＳＯｘやすすが全く発生せず、環境負荷が小さい。ＤＭＥは最も構造が簡単なエーテルで、燃料としては従来ガソリン製造の中間物質として考えられていたが、原油価格の低下に伴って興味は低下し、現在は世界で年間１５万トン、日本で約１万トンが製造されているに過ぎない。現在オゾン層を破壊するフロンの替わりにスプレー式燃料などに使われている。９９年１１月、通産省の補助金を受けて、太平洋炭鉱と鉄鋼メーカ２社が、炭鉱から発生するメタンガスからＤＭＥを高効率でかつ安価に製造する技術を開発した。資源エネルギー庁はこれを受けて、２０００年３月に石炭・新エネルギー部石炭課長の私的研究会としてＤＭＥ戦略研究会を設置し、デイ―ゼル車用途に加えて発電用燃料としての適用性の検討を行ってきた。（電気新聞００年６月２６日）
　資源エネルギー庁は、分散型電源の増加傾向を踏まえて"系統連系技術要件ガイドライン（系統連系ガイドライン）"の改定に着手することになった。（電気新聞００年７月１０日）
 

　愛知県は、２０００年６月２０日、２００５年開港予定の中部国際空港の基本構想を発表したが、その中で同県企業庁はＦＣを中心とする新技術の研究開発地域、および最新技術を使って環境に優しい"まちずくり"を試みる環境共生あるいは社会実証地域の２つのモデル地区を設定することを明らかにした。本構想（プロトンアイランズ基本構想）によると、空港島の１０７haと対岸の１２０haの造成に当たり、ＦＣなど新エネルギーを取り入れた環境配慮都市を形成することにしているが、研究開発地域では、ＦＣの研究センターや企業などを誘致して水素供給の実証実験等もできるような拠点施設を建設し、ＦＣ技術の交流や新産業の育成を図ることを目的とする。又常滑市の空港に近い地区に設ける社会実証地域では、ＦＣバスを運行したり、ＦＣや太陽電池を取り入れた環境共生型住宅を導入する。愛知県は本構想を具体化するため、エネルギーシステムなどの基本構想の策定や、企業・研究センターの誘致を進める一方、気体燃料の配管設備などＦＣの開発に必要な基盤整備を土地造成に合わせて行い、開港時までには整備を終わらせる予定である。（日刊工業、中日新聞００年６月２１日、日本経済新聞同６月２２日）
 

　東京ガス、大阪ガス、東邦ガスの３社は、２０００年６月２２日に、東芝と共同で開発したＰＡＦＣ組み込み型無停電電源システムの実証試験を、名古屋市熱田区の東邦ガス本社で６月２３日から開始すると発表した。これは９９年１０月から開発を進めてきたもので、発電した直流電力をそのまま利用する"直流高効率利用技術"を無停電電源システム（ＵＰＳ）に活用したＰＡＦＣの利用である。その特徴は１）従来のＵＰＳで生じていた約１０％の電力ロスを半減、２）ＵＰＳのバッテリー容量の削減が可能、３）従来のＵＰＳと同等の高品質・高信頼の電源供給を実現、４）ＦＣからの電力のみならず、排熱を給湯・空調へ利用、などである。従来の無停電システムに対する新システムの投資回収年数は、国からの導入補助を含めて３ないし５年で可能と試算、４社では実証試験を経て、２０００年１０月の商品化を予定している。
　実証試験に使用するシステムは、東芝/ＯＮＳＩ製２００ｋＷＰＡＦＣを交流から直流供給型に改造して、無停電電源システムの直流部分に直接接続した構成で、通常はＦＣから重要負荷と一般負荷への給電を同時に実施しているが、停電時もＦＣから重要負荷に対して高品質な電力を供給するので、バックアップ発電機が不要である。万一ＦＣが停止した場合は、系統からＵＰＳを通して重要負荷に給電される。実証試験では、パソコン電源などを重要負荷として、実用時におけるシステムの実用性、経済性を評価することにしている。４社では今後のコンピュータ社会の発展に伴って、全世界で年間数千台の市場規模があると予測している。
（電気、日刊工業新聞００年６月２３日）
 

　ファインセラミックスセンター（ＪＦＣＣ）の大原智副主任研究員等は、ファインセラミックスの異なる原料粉体を複合微粒子化する噴霧熱分解法を開発した。原料粉体の複合微粒子化は、ファインセラミックスの機能最適化や新機能創製を狙ったミクロ構造制御手法の１つとしてクローズアップされている。同法で０.１ないし数μmのオーダーで粒度の揃った球状粒子を合成することができる。最大の特徴は、広い温度領域で熱処理すると出発粒子が入り混じった高分散型の複合粒子が、狭い温度領域で熱処理すると一方の原料が他方の原料を被覆する被覆型の複合粒子が合成されることである。ランタン・ストロンチウム・マンガン硝酸とイットリア・安定化ジルコニアを出発原料にした高分散型複合粒子は、ナノメートルサイズのランタン・ストロンチウム・マンガン酸化物とジルコニアの微粒子が高分散状態になり、ミクロンオーダーの球状粒子になっている。同粒子を原料としてＳＯＦＣの電極材料を作成すると、これまで１０００℃前後でしか得られなかった分極値を、８００℃前後の低温でも実現できたという。又酢酸ニッケルとイットリア・安定化ジルコニアを出発原料とした被覆型複合微粒子は、酸化ニッケルをジルコニアが覆った粒子となるが、同粒子を原料とした電極は１０００℃でも性能が安定化しており、１０００時間当たりの劣化率は０.１％であったと報告されている。（日刊工業新聞００年６月３０日）
 

　富士電機は、ＰＥＦＣスタックの開発を行ってきたが、その性能について信頼性が高まったと判断して、システム全体の開発に乗り出すことにした。同社はＰＥＦＣの開発では松下電器産業などに後れをとっていたが、システム開発を促進することにより、実用化競走での先頭グループ入りを目指す。（日経産業新聞００年７月１１日）
 

（１）トヨタ
　トヨタは２０００年６月２２日、住宅用ＰＥＦＣの開発に乗り出したことを明らかにした。都市ガスを燃料として、発電と同時に排熱を給湯や床暖房に利用するシステムで、同社が生産する住宅"トヨタホーム"での採用を考えている。これにより家庭で使用するエネルギー量の２０％程度を削減することができると同社は述べている。この一環としてグループ大手のアイシン精機は、東京ガス、大阪ガス、東邦ガスの３社とＰＥＦＣの共同開発に着手した。トヨタは住宅用では当初数百万円での製品化が可能と見ているが、将来的には自動車用を含めてｋＷ当たり１０万円レベルを目指すことにしている。（中日新聞００年６月２３日）

（２）東芝
　東芝は天然ガスやＬＰＧを燃料とする家庭用出力１ｋＷ級ＰＥＦＣの製作に乗り出すことになった。先ず２０００年度中に数台を製作、ユーザへも提供して評価を得た上で、２００５年には数百台ないし数千台を販売できるレベルにまで引き上げる。コストは１ｋＷ当たり３０万―５０万円を想定している。同社はＮＥＤＯプロジェクトで３０ｋＷの可搬式ＰＥＦＣシステムの製作に加えて、ＩＦＣと共同で自動車用を目的に開発を進めているが、この度独自で家庭用１ｋＷ級の商業科へ向けた開発を加速することにした。他方ＩＦＣは５−１０ｋＷの量産を目指した開発を進める計画である。（日刊工業新聞００年６月２６日）

（３）日本ガス協会
　日本ガス協会は、９９年２月から２０００年２月まで、ＮＥＤＯからの助成金を得て、又協会独自でも、家庭用コジェネレーションの開発を進めてきた。これまでに松下電器産業、三洋電機、松下電工の１ｋＷ級ＰＥＦＣ各社製３台の運転試験を実施したが、それらはパッケージ型で、既存の電力系統に連係して家庭内の電気製品に電力を供給するとともに、排熱を温水として回収し、家庭での給湯・暖房に利用するシステムである。同協会は、２００２年頃から実際の住宅で運転試験を始め、２００５年頃から導入・普及を図って行くことにしている。導入初期の発電効率は３０−３５％、熱を含めた総合効率は７０−８０％を目標とし、又普及のためのイニシアルコストについては、１台当たり５０万円程度を実現する必要があると考えている。その他の課題としては、補機の最適化、インバータの高効率化、放熱ロスの削減、又家庭における電気や熱の需要に合った運転制御方法の開発、耐久性・信頼性の検証が挙げられている。（日刊工業新聞００年６月３０日）
 

（１） 韓国
　韓国の"Hyundai Motor Co.とアメリカＩＦＣは、少なくとも２台、恐らくは４台の実証用スポーツＦＣＶ(sport utility vehicles)を共同で製作することに合意した。このニュースは２０００年５月にHyundaiによって発表された。水素燃料ＩＦＣ製７５ＷＰＥＦＣスタックが駆動源として、Hyundaiの新型Santa Fe SUVに搭載される。Hyundaiは、両社の共同開発による最初の成果が、２００１年の第１四半期が終了する以前にも発表できることを期待すると述べているが、恐らく２００１年のDetroit Auto Showにそれを出展したいとの意図があるからであろう。このＰＥＦＣはほぼ常温で動作する簡単な構造の設計になっているため、それは将来ユーザに提供する車のコスト削減を有利に展開できるとHyundai America Technical CenterのKim所長は述べている。しかし、水素燃料の車内での貯蔵・搭載方式については、何も語られていない。(Hydrogen & Fuel Cell Letter, June 2000, Vol.XV/No.6, p1)

（２） ＧＭとGiner, Inc.
　ＧＭは、ＦＣＶの商業化を加速するため、Giner, Inc.,Waltham, MAと共同でジョイントベンチャー企業を設立しようとしている。新会社のGiner Electrochemical Systems, L.L.C.,(GES)が何を開発の中心課題に据えようとしているのか、具体的な発表は何も無いが、ＳＯＦＣを狙っているのではないかとのうわさも囁かれている。ＧＭは、Harry J. Pearce副会長の言葉を引用して「ＧＭのＦＣスタックは標準的な産業技術(industry benchmark)レベルにあり、これらＦＣ技術の商業製品化を加速するために、ＧＥＳが重要な技術を提供することになろう」と述べ、他方GinerのJose Giner会長は「我々は補完的な役割を担うことになる。ＧＭはＦＣスタックの設計分野では最高級の能力を持つ(some of the best people in the area of fuel cell stack design)が、我々はＦＣのみならず水電解、キャパシター、センサーにも応用できるイオン交換膜技術では、世界のリーダ的な地位を獲得している」と語っている。(Hydrogen & Fuel Cell Letter, June 2000, Vol.XV/No.6, p1)

（３） ドイツBavaria州のFuel Cell Day
　ドイツBavaria州のMinistry for Economics, Transport and Technologyがスポンサーとなって２０００年の５月初旬に開催された"Fuel Cell Day"を記念して、２台の新しいＦＣバスのプロトタイプが公開された。先ず交通機関用ＦＣの開発分野では世界的にリーダーとしての地位を築いてきたBallardのFiroz Rasul氏、DaimlerChryslerのFerdinand Panik氏、Opel/GMのEehard Schubert氏、BMWのDetlef Frank氏等による基調講演が催されたが、それらが終わると多くの一般人や報道関係者が展示されたＦＣＶや水素エンジン自動車の周りに群がった。最大級のＦＣＶ展示であり、参加者は近隣のヨーロッパ各国から数百人に及んだと報告されている。この展示にManのバス以外に、２年前にＦＣのデベロッパーに参入したProton Motor Fuel CellおよびNeoplanによって製作されたバスが新しく出品された。過去に開発された実績も展示されており、特にDaimlerChryslerのNecar 2, 3, 4、BMWの水素エンジンセダン、Opel Fuel Cell Zafira、又LindeとSiemensの共同開発によるＦＣ駆動フォークリフト、更にMTU FriedrichhafenのＭＣＦＣシステム"Hot Module"等は多くの人々の注目を集めたようである。
　２台のバスの内、一際華やかな(sleekest looking)それは、Proton MotorとNeoplanから出品されたBavaria IIであった。３３席を持つこのバスは、長さ１０.６ｍ、低床式で、車体とシャーシーは一体化構造になっており、カーボン強化プラスチックで作られている。外見は光沢のあるスマートな形状を示している。動力源はProton Motorの設計による出力８０ｋＷのＰＥＦＣシステムで、重量は２１０kg、低圧動作で１８のスタックから構成される。動力システムはハイブリッド型で、出力１００ｋＷ級のフライホイールをＦＣ以外に備え、加速や上り坂においては不足の出力を供給するとともに、回生制動による電力の回収が可能である。燃料となる水素は、バスの屋根の上に備えつけられた４つの１５０lit.容量のタンクに高圧ガスとして蓄えられ、それは２５０kmの走行距離を保証する。Bavaria州はＤＭ２５０万（＄１１５万）の資金をこのバスを開発するために補助した。 Proton MotorでＦＣバスの開発を担当する役員Andreas Schiegl氏は「わが社はＦＣシステムを構築することのできるヨーロッパの数少ない会社の１つである。我々のような１２５人の従業員を抱えるだけの小さい会社でさえ、このような事業を成功させることができることを示す生きた証拠である」と語っている。
　"Bavaria II"はMan製のＦＣバスで、車体は長さ１２ｍの箱型である。動力源は出力１２０ｋＷのSiemens/KWU製ＰＥＦＣのみで、回生制動によるエネルギーの回収機構は備えていない。バスの屋根に設置された高圧水素ガス貯蔵装置は、複合カーボン繊維で作られた１,５４８lit.のシリンダーであり、２５０kmの走行が可能である。水素貯蔵関連の設備はLinde AGによって製作された。全開発コストは約ＤＭ１,３５０（＄６２０万）と見積もられているが、その半額は州から補助された。試験運転を経て後、２０００年の末にはNuernbergとErlangenで、公共の交通機関として運行されることになろう。
　Manはこの特殊なタイプのバスを今後生産する計画は無いと語っている。その大きな理由はSiemensが交通機関用のＰＥＦＣを生産する意図が無いからである。Manは液体水素を燃料とする第２世代のバスを開発することを予定しており、ＰＥＦＣはイタリアのDe Noraが供給することになると予想されている。
(Hydrogen & Fuel Cell Letter, June 2000, Vol.XV/No.6, pp2-4)
 

　運輸低公害車普及機構は２０００年１２月、アメリカ運輸省とジョウジタウン大学が開発したメタノール改質ＰＥＦＣ（バラード製）搭載のＦＣバスを輸入し、東京都内の一般道路で実証運転を行うことになった。運転試験期間は１ヶ月程度の予定で、その間政府関係者や関係省庁、報道機関、ＮＧＯなどを招いて公開する。同機構は、ＦＣＶの実用モデルに試乗することにより、自動車メーカの開発意欲を向上させるとともに、一般に対してＦＣＶを強くアピールすることにしている。（日刊自動車新聞００年７月１１日）
 

　アメリカ国防省の資金の基に、Case Western Research Universityの研究チームは、鉛筆に付けられた消しゴムの大きさの超小型ＰＥＦＣの開発を進めている。これは携帯電話器やコンピュータ用電源にも利用されるであろうが、当面軍事用を目的として開発されている。すなわち、これは超小型センサーにＦＣを組み合わせたデバイスで、戦場で化学兵器が使われた時、センサーが危険な成分をキャッチした場合、その信号を遠方の兵士に送るためのトランスミッターとして使われることが想定されている。したがってその仕様は、水素を燃料とする１ないし２０ｍＷの電力需要に応えられる電源で、その容積は約５mm3と極めて小さい。同研究チームのリーダであるRobert Savinell教授は「キーテクノロジーは微細加工技術であり、我々は低コストの基板上に、セルのコンポーネントを多層構造にプリントする手法を用いた。基板材料としてはシリコン、セラミックス、種々のポリマーなど安価で大量生産が可能な材料が探索された。全ての平板状カソードの上に直接空気が接触し、他方アノードには燃料の水素が直接触れているので、流体を循環させるためのポンプが不必要で、非常に簡単な構造と小型化を実現した点に特徴がある」と語っている。更に同教授は「重要なのは膜であり、カソードが直接空気に触れる構造のため、比較的広い湿気（１５−１００％）でプロトン伝導性が保持できるような膜を開発しなければならない。我々はこのような性能を満足する新しい材料を探索している」と述べている。
　膜に関する１つの選択は、スルホン酸基を持つポリイミドのコポリマーを基盤とする膜で、これは低温動作を前提とするものである。膜の分子構造にナノサイズの穴が搾けられており、これが水分を蓄えることによりイオン伝導性が保持される。第２の膜材料の選択は、燐酸をドープしたポリベンズイミダゾールを基盤とするポリマーの１種で、常圧かつ２００℃の高温に耐え、低湿度でもイオン伝導性を持つ。これは高温動作ができることから、比較的高いＣＯ濃度を持つ改質ガスでも使える点に特徴がある。
　水素を貯蔵する方法として、パラヂウムインキが使われた。パラヂウムはセル電圧０.８Ｖにおいて、１,８００ｍＷｈ/cm3の容量を持つだけの水素を蓄えられる。
　Savinell教授は「電極および集電体をフィルム膜にスクリーンプリントした構造のＦＣで、２０ｍＡ/cm2の電流密度において１０ｍＷ/cm2の出力密度を実証した。又１０msecで５０ｍＡ/cm2のパルス放電の実験も実施された。１０万サイクル以上の実験でも性能に関して全く悪い影響は表れなかった」と伝えている。
(Hydrogen & Fuel Cell Letter, June 2000, Vol.XV/No.6, pp4-5)