明渡 純
酸化物イオンやプロトンを伝導する固体酸化物を電解質に用いた電気化学セルは,近年,さまざまな機関で研究・開発が行われており,その技術進歩は著しく,特に,その代表である固体酸化物燃料電池(SOFC, Solid Oxide Fuel Cell)は,家庭用燃料電池 ENE・FARM type S に搭載され,実用化段階に来ています.他方,SOFCの逆作動である,高温水蒸気電解セル/固体酸化物電解セル(SOEC, Solid Oxide Electrolysis Cell)は,高効率な水素製造が可能であるものの,課題も多く,まだ研究開発段階です.本特集は,将来の水素利用社会に向け,今後ますますの技術躍進が期待されるSOECに焦点を当て,最新の研究・開発動向や今後の展望について執筆いただきます. (特集担当委員:長田憲和)
嘉藤 徹
固体酸化物形電解セルを用いた高温水蒸気電解技術について,研究開発の現状,外部低温排熱を用いた更なる高効率化の可能性,二酸化炭素と水蒸気の共電解によるメタン等の合成技術などについて解説した.
内田 裕之
太陽光,風力等の再生可能電力を,水素ガスを媒体として高効率かつ低コストに蓄電して平準化できる高温水蒸気電解水素製造/固体酸化物燃料電池可逆作動デバイスの高性能・高耐久電極の研究開発成果について述べる.
石原 達己・Kuan-Ting WU
再生可能エネルギーで発生する未利用電力と社会プロセスで発生している未利用熱を利用する有効なプロセスとして水蒸気およびCO2の中温電解が注目されている.本原稿ではエネルギー有効利用の観点から中温CO2/H2Oの共電解技術について紹介した.
松本 広重・宮碕 邦典・Kwati LEONARD・Young-Sung LEE・Yi-Hsuan LEE
プロトン伝導性酸化物を電解質として用いた中温作動型水蒸気電解の開発に関して,プロトン伝導性酸化物やこれを水蒸気電解に用いる利点,電解質や水蒸気電解セル(ボタンセルおよび大面積セル)の開発状況について述べる.
藤代 芳伸・島田 寛之・山口十志明
水と二酸化炭素を同時に電解し,メタン等を直接合成する共電解セル技術に関する高性能ナノ複合化電極の研究開発やセラミックスセルの構造制御技術についての研究成果についてご紹介する.
山田 祐貴・鈴木 伸輔・高橋 耕大
高い気密性が要求されるSOECのシール材として,ガラス材料に要求される特性と,その基礎的な評価技術について述べる.
吉野 正人
固体酸化物電解セルを用いたスタック特性検証やシステムのプロセスフローや効率検討など,高温水蒸気電解を用いた水素製造システムの実現に向けた開発状況および今後の展開について紹介する.
小林 雄一