水素製造機能膜量産準備プロジェクトチームの発足について
住友ベークライト株式会社
グリーン水素エネルギーの社会実装の実現にむけて
住友ベークライト株式会社は、再生可能なエネルギーを活用したグリーン水素エネルギーの社会実装の実現にむけて水電解用イオン交換膜の研究開発を進めてきました。これまでにPFASフリーのイオン交換膜の試作に成功し、水電解装置メーカーでの評価が進んでいます。この度、水素製造装置用アニオン交換膜 (AEM)※1の量産体制の確立と新規顧客開拓を集中的に進めるために、『水素製造機能膜量産準備プロジェクトチーム』を発足しましたのでお知らせします。
※1 水素製造装置用アニオン交換膜（AEM：Anion Exchange Membrane）とは、主に水電解装置や燃料電池で使用される膜の一種で、アニオン（負に帯電したイオン）を選択的に透過させる特性を持つ材料です。この膜は、アルカリ性の環境下で動作し、電気化学的反応を効率的に進行させるために重要な役割を果たします。
背景
昨今、世界各国でカーボンニュートラルの実現に向けた動きが加速する中、水素エネルギーの活用に関する期待が急速に高まっています。しかしながら、水素エネルギーの社会実装を実現するためには、いくつかの課題とそれを解決するための技術開発が必要とされています。
現在、水素は、主に産業用途（化学プロセスや石油精製など）向けの「グレー水素」（化石燃料由来の水素）が大半を占めていますが、その製造プロセスで大量の二酸化炭素（CO2）が排出されるため、高い環境負荷が問題となっています。このため、カーボンニュートラルを実現するためには、グレー水素から低炭素水素（グリーン水素など）への転換が求められており、各国政府や企業の投資が活発に進められています。（各水電解装置の特長については※2「水電解装置の比較」参照）
水素製造装置の課題
水素製造装置において、エネルギーとなる水の電気分解にはさまざまな方法がありますが、これまでアルカリ型やプロトン交換膜（PEM）型が先行していました。新たな技術として、低コストで高い発生効率を持つアニオン交換膜（AEM）を用いた水電解装置が注目されており、当社ではこのAEMの量産化に向けたプロジェクトチームを新たに立ち上げました。
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グリーン水素製造のプロセス
水素製造装置用アニオン交換膜（AEM）について
今回、量産化を進める水素製造装置用アニオン交換膜（AEM）は、イオン伝導性や安定性・耐久性が高く、PFASフリーに対応しています。これは、当社グループのPromerus, LLC（アメリカ/オハイオ州）が開発した独自素材のポリノルボルネン（PNB）を用いており、住友ベークライトが長年培ってきたプロセス技術を生かして、今後、量産化する画期的な材料です。
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設計自由度の高いポリノルボルネン [ NB系材料 (独自素材) ]
- 本製品は、設計自由度が高いポリノルボルネンを膜材に使用しており、イオン導電性が高く、PFASフリーの材料となっています。- ポリノルボルネンの特徴機械特性や熱特性、密着性等、用途に応じた機能を盛り込むことができる設計自由度の高さ多様な機能性官能基Rの導入によりイオン導電性の高さを実現
PNB系材料への機能付与により、AEM電解質膜に適した材料を設計
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ポリノルボネン（PNB）の代表構造
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様々な機能を付与できる設計自由度の高さ
当社技術の優位性
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プロジェクトチーム発足後の計画について
現在、顧客でのラボ評価は良好な結果を得られており、順調に評価が進んでいます。
今後2027年度までに生産条件の確立、2030年度までの量産化を見込んでいます。そして、将来は売上収益1,000億円/年の事業を目指しています。
※2 水電解装置の比較
- アルカリ（AWE）型AWE型水電解装置は、商業用途で長い歴史があり、成熟した技術です。アルカリ溶液（通常は水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウム）を電解質として使用し、高い耐久性と信頼性を備えています。安価な電極材料を使用できることが利点ですが、装置が比較的大きくなる傾向があり、家庭用や小規模な分散型の水素製造装置には適さないことがあります。- プロトン交換膜（PEM）型PEM型は、電解質としてプロトン交換膜を使用する方式で、近年広く普及しています。高効率でコンパクトな設計が可能であり、再生可能エネルギーとの統合にも適しています。高効率かつ高純度の水素を生成可能ですが、動作環境が酸性のため、貴金属（例えば白金やイリジウム）を電極に使用する必要があり、コストが高くなります。- アニオン交換膜（AEM）型AEM型は、アルカリ性環境下で動作し、電解質としてアニオン交換膜を使用する新しい方式です。低コストで貴金属を必要としない可能性があるため、注目されています。ただし、技術的に発展途上であり、現在は商業規模での利用は限定的です。貴金属を使用せず、安価な電極材料が使用可能でアルカリ型とPEM型の利点を組み合わせたような特性を持つ、研究開発が進み、将来の低コスト化が期待されています。
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プレスリリース提供：PR TIMES
記事提供：PRTimes
