アンモニアを燃料に、二酸化炭素(CO2)が発生しない燃料電池を開発する。「戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)」の委託研究課題として、京都大学を中心に産学連携で進むプロジェクトがある。ノリタケカンパニーリミテドは参加企業として、心臓部のセラミックス部品を担当した。
一般的な燃料電池では、燃料の水素を都市ガスから製造する過程で、CO2が発生する。一方、アンモニアは全ての工程でCO2が発生しないことで注目されている。
ただ、アンモニアを燃料にすると、心臓部の部品であるセラミックスセル、封止ガラスが腐食・劣化してしまう問題がある。ノリタケはその解決に挑んだ。
セラミックスセルと金属板が封止ガラスで接合され、積層した部品をスタックという。スタックにアンモニアを供給すると、セラミックスセルなどが腐食・劣化する。
京大からノリタケに研究の依頼が来たのは2013年。開発担当の高橋洋祐開発・技術本部研究開発センター機能材料グループリーダーは「難しいが、夢があると思った」と振り返る。
腐食・劣化させないためには、セラミックスの成分構成を変える必要がある。大型放射光施設「スプリング8」を活用して成分構造を解析し、どの成分を取り除くかを決めた。
ここで生きたのが、ノリタケの祖業、洋食器事業での蓄積だ。洋食器の表面の色を変えるには、成分の構成を変える必要がある。同じ成分構成でも、配合の順番によって色が変わることもある。
これまで幾多の洋食器を手がけた知見が、ノリタケにはある。スプリング8の実験も効率的に実施。14年の研究開始から1年半ほどと、短期間で完成させた。高橋グループリーダーは「不安もあったが、いざ動きだすと駆け抜けていった」と開発期間を表現する。
15年7月、アンモニアを燃料とした固体酸化型燃料電池(SOFC)で、200Wクラスと世界最大規模の発電に成功した。現在は実用化に向けた準備段階にある。
ノリタケが開発したのはスタックまでで、発電ユニットなど燃料電池全体は手がけない。燃料電池メーカーに今回のスタックを提供しており、発電の長時間化と効率化を目指している。高橋グループリーダーは「20年の東京五輪・パラリンピック開催時期にデモ運転を実施したい」と意気込む。1kWクラスの発電が目標だ。