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別紙

開発を終了した課題の評価

課題名 「熱電シナジー排ガス発電システム」
所有者 独立行政法人 産業技術総合研究所
研究者 独立行政法人 産業技術総合研究所 先進製造プロセス研究部門 機能集積モジュール化研究グループ 研究グループ長 藤代 芳伸
委託企業 株式会社アツミテック
開発費 約1.8億円
開発期間 平成18年3月〜平成24年3月

評  価

本新技術は、固体酸化物型燃料電池(SOFC)とセラミック熱電変換材料を組み合せることにより、排ガス中の未利用燃料を利用して燃料電池発電を行うとともに、廃熱エネルギーによる熱電発電を行い、発電量を向上させる熱電シナジー燃料電池モジュールである。

従来の内燃機関による自動車、自動二輪車などには機械式発電機を使用してエンジン負荷により発電を行っているため、燃料消費率の一部は発電要因となっている。発電機の負荷軽減または代替により燃料消費を減少させることが可能であり、使用燃料削減や地球環境負荷軽減に向けた技術が求められている。

本開発では混合伝導体を利用してSOFCと熱電材料の一体化素子(シナジーセル)を円筒型の構造体とするため、焼成条件や接合方法を検討し、量産化に向けた電極と電解質を積層する製造方法を確立した。また、電極材料および素子材料の組成最適化や固溶元素配合、電解質の緻密薄膜化、素子のサイズの検討を行い、発電性能を向上させた。さらに、複数のシナジーセルからなる実車に搭載可能なユニットを製作し、実排ガスで発電出力を測定した結果、成否認定基準の排ガス温度500〜600℃において1W/cm以上を達成した。

本新技術は、当初、想定した自動車や自動二輪車の発電機の代替装置に加えてポータルブル発電機からプラントの排ガス発電装置などの広範囲に応用できる可能性を秘めている。

従来、廃棄されていた排ガス中の化学エネルギーおよび熱エネルギーで有効利用することでシステムのエネルギー効率が向上し、燃料や電力の削減などといった省エネルギーに結びつくとともに、排ガス中の炭化水素や一酸化炭素などが電池の燃料として使用され、減少することから地球環境保全にも貢献することが期待される。

評価者 独創的シーズ展開事業 委託開発
プログラムディレクター 林 善夫
プログラムオフィサー  小舘 香椎子、吉村 進、桐野 豊
評価日 平成24年6月15日