燃料電池・水素利用技術開発の概要

NEDOが推進している水素・燃料電池システムの研究開発事業を中心として

平成１６年４月９日

独立行政法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構

【予算規模】 昭和61年度：約1,000億円　→　平成15年度：約3,164億円

　　　　　　（アルコール、石炭鉱害関係事業費を含む）

【職 員 数】751名　（平成15年10月1日現在）

沿　　革沿　　革　　昭和55.10：｢新エネルギー総合開発機構」設立

　 　 63.10：産業技術研究開発業務を追加し、「新エネルギー・産業技術

総合開発機構」に改組

平成 2. 6：地球環境対策事業を追加

　 5. 4：新エネルギー・省エネルギーの導入促進業務等を追加

　 11.10：産業活力再生措置法施行により日本版バイ・ドール条項適用

　 12. 5：産業技術力強化法施行により産業技術研究・開発への助成等　

　 の業務を追加

平成15.10：独立行政法人化

　　　16. 2：川崎駅前移転（予定）

(平成15年10月1日現在)

独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構の組織図　総　　　　　　　　　　　　務　　　　　　　　　　　　　部

　経　　　　　　　　　　　　理　　　　　　　　　　　　 　部

　検　　　　　査　　　・　　　業　　務　　管　　理　　部

　資　　　　　　産　　　　　　管　　　　　　理　　　　　部

　情　　　　　報　　　　・　　　シ　　ス　　テ　　ム　部

　企　　　　　　画　　　　　　調　　　　　　整　　　　　部

　研　　　　　　究　　　　　　評　　　　　　価　　　　　部

　研　　　究　　　開　　　　発　　　　推　　　進　　　部

　エ　　ネ　　ル　　ギ　ー　対　　策　　推　　進　部

　国　　　　　　際　　　　　　事　　　　　　業　　　　　部

　電　　子　・　情　　報　　技　　術　　開　　発　　部

　ナ　ノ　テ　ク　ノ　ロ　ジー・　材　料　技術開発部

　バ　イ　オ　テ　ク　ノ　ロ　ジー・医療技術開発部

　機　　械　　シ　ス　テ　ム　 技　術　　開　発　部

　環　　　境　　　　技　　　術　　　　開　　　発　　 部

　燃　料　電　池　・　水　素　　技　術　開　発　部

　新　エ　　ネ ル　ギ　ー　技 　術　　開　発　部

　石　　　　　　炭　　　　　　事　　　　　　業　　　　　部　　　　　　

　石　　　　　　炭　　　　　　鉱　　　　　　害　　　　　部

海　外　事　務　所（ワシントン、シドニー、バンコク、　　　　　　　　　　　　　　　　　　北京・パリ・ジャカルタ）

九　州支部、北海道支部、関西支部

　省　　エ　　ネ　　ル　　ギ　ー技　術　　開　発　部

管　理　部　門

企画・事業部門

研 究 開 発部門

石　炭　部　門

海 外 事 務 所

支　　　　　　 部

理　　　事 　　長

監　　　　　事

副 理 事 長

理　　　　　　　事

(運営会議）

アルコール事業本部

研究開発業務における基本的な考え方

なぜなぜ、今、固体高分子形燃料電池を、今、固体高分子形燃料電池を開発するのか開発するのか ??

•• 燃料電池は、再生可能エネルギー、原子力、化燃料電池は、再生可能エネルギー、原子力、化石エネルギーなど石エネルギーなど多様なエネルギー多様なエネルギーから製造しから製造した水素で作動た水素で作動

•• 将来的には、将来的には、化石燃料に依存しない化石燃料に依存しない水素水素•• 燃料電池が工業や一般家庭に普及すれば、燃料電池が工業や一般家庭に普及すれば、二酸二酸

化炭素排出量とエネルギー消費量の削減化炭素排出量とエネルギー消費量の削減が期待が期待•• 燃料電池自動車は、燃料電池自動車は、PMPM、、NOXNOXややSOXSOXを排出すを排出す

ることなくることなく水素で走行水素で走行。。•• 新たな新たな産業分野・技術開発の創生産業分野・技術開発の創生

ターゲット

～

給湯・床暖房貯

湯槽

水素精製

水素輸送・貯蔵

改質　ｼｽﾃﾑ

化石燃料（天然ガスGTL、など）

ｾﾊﾟﾚｰﾀ

電解膜

ｶﾞｽ拡散層

電力供給

再生可能ｴﾈﾙｷﾞｰ、余剰ｴﾈﾙｷﾞｰ　など

水素製造

FCEV 　2020年　500万台

　　　　　　←2010年　５万台

家庭に　2020年　1,000万kW　

　　　←　2010年　210万ｋW

MEA

乗り心地は普通の車より静かで快適。環境にやさしい究極の車。日本のエネルギー安全保障を考えても非常に重要な研究開発である。

２００３年に実用化されれば各閣僚は全員これに乗るべきである。

燃料電池自動車

導入目標導入目標 　　2010年 約005万台

　　　　　　　　　2020年　約500万台

政府の支援政府の支援　技術開発、実証試験

　　　　　　　　　規制再点検（2004年度中）

燃料電池の最近の話題①燃料電池の最近の話題①

・・H13H13年年1212月月 小泉小泉首相、燃料電池自動車に首相、燃料電池自動車に試乗試乗・・H14H14年年1010月「燃料電池実用化に関する関係省庁連絡会議」で月「燃料電池実用化に関する関係省庁連絡会議」で

実用化に向けての課題とスケジュールを取りまとめ実用化に向けての課題とスケジュールを取りまとめ・・H14H14年年1212月月 政府への燃料電池自動車納入政府への燃料電池自動車納入

燃料電池の最近の話題②燃料電池の最近の話題②

導入目標導入目標　2010年　約　210万kW　2020年　約1,000万kW

定置用燃料電池定置用燃料電池

東京モーターショー （2003 年11月）

• トヨタ、ホンダ、日産などから、市販車両タイプを含めて多数出品

• 高圧水素タンク搭載の燃料

電池自動車、バスなど

• ダイレクトメタノール形燃料電池バイク

燃料電池の最近の話題③燃料電池の最近の話題③

　

　　　　　　　　　　　　　　国際的な開発競争の激化

一層の性能向上・低コスト化を図る共通的要素技術開発

(H14-H18FY)

　 (H15-H17FY)

燃料供給体制の段階的整備

導入支援（公的機関、開発企業等による率先導入）

　政　府

　　　燃料電池の導入・普及シナリオを踏まえた技術開発の推進

　 （H15－H16FY）燃料電池自動車、定置用燃料電池の限定的な市販開始

　　　　　市場の本格的拡大　　　　　　　　　　 　　　導入の加速

NEDO

研　 究　 開　 発　 ・　 技　 術　 開　 発

　

　　基盤整備・技術実証段階　

導　入　段　階　

普　及　段　階

実証実験（H14－H17FY) ・燃料電池自動車公道走行試験 ・水素供給ステーション実証 ・住宅用・業務用燃料電池実証等

燃料電池技術開発水素利用分野技術開発

シナリオ

実用化・普及促進自動車燃料供給体制の整備

ソフト面(制度面）でのインフラ整備

研究開発技術開発

2010年導入目標燃料電池自動車

約５万台定置用

燃料電池約２１０万ｋＷ

2020年導入目標　燃料電池

自動車約５００万台

定置用燃料電池

約１０００万ｋＷ

導入・普及促進

に向けた施策

企業の取組み

普及促進（一般民間部門への拡大）

民間主導の供給体制の確立

開発競争が将来の市場優位性を決定！

固体高分子形燃料電池システム技術開発 (H12-H16FY)

固体高分子形燃料電池要素技術開発等

固体高分子形燃料電池システム化技術開発

LPガス固体高分子形燃料電池システム開発事業 (H13-H17FY)

携帯用燃料電池技術開発

固体高分子形燃料電池システム普及基盤整備（ﾐﾚﾆｱﾑ） (H12-16FY)

　　　　WE-NET　　（H５－H１５FY）

高温形燃料電池技術開発

溶融炭酸塩形（MCFC)燃料電池発電技術開発 (H12-H16FY)

固体酸化物形（SOFC)燃料電池要素技術研究開発 (H13-H16FY)

２００１年 ２００５年 ２０１０年 ２０２０年

燃料電池自動車等用リチウム電池技術開発

水素安全利用等基盤技術開発 (H15-H19FY)

安　全　技　術

実　用　化　技　術

固体酸化物形（SOFC)燃料電池システム化技術開発(H16-H19FY)

導入に向けた規制の再点検

基準・規格の策定と国際標準化

水素製造 水素利用水素ステーション・貯蔵水素輸送

水素製造／液化・高圧化

水素充填

液水又は高圧水素輸送

貯蔵＋昇圧、水素製造 自動車用・定置用

共通基盤

ｼﾅﾘｵ策定 国際標準、国際協力 革新的先導技術開発

ステーション等の

災害特性研究

製造・輸送手段の

高効率化

ｽﾃｰｼｮﾝ要素

機器の高圧化

水素インフラ(ステーション等）

高圧・低温での水素用材料物性の研究

爆発特性・火炎特性・拡散性など水素基礎物性の研究

水素貯蔵材料

ＴＶ温

水

タンクシステム

関係機器定置ｼｽﾃﾑ

定置システム

関係機器安全特性研究

水素安全利用等基盤技術開発事業の概要

車両関連機器

期間：期間：平成平成1515年から年から５ヵ年５ヵ年

目的目的：「水素の安全」と「水素インフラ」に係わる技術開発：「水素の安全」と「水素インフラ」に係わる技術開発

（１） 車両関係機器に関する技術開発

燃料電池自動車に水素を搭載する容器や車両関係機器の安全性確保に係わる技術開発や各種試験データの取得・提供

（２） 水素インフラに関する技術開発

スタンド等のインフラ設備に係わる安全性確保のための技術開発や各種試験

（３） 定置システムに関する技術開発

定置用燃料電池の安全性確保に係わる技術開発や各種試験

（４） 水素技術開発支援

水素基礎物性、材料基礎物性などのデータの取得、安全・保安の確保に資する技術開発。また、導入・普及シナリオ等の基盤横断的技術開発、将来に向けた革新的・先導的技術開発など。

水素安全利用等基盤技術開発

懸案28項目の対応

大阪：大ガス

Accomplished : Feb. in 2002

横浜：鶴見曹達

Accomplished : Aug. in 2002Accomplished : Feb. in 2002

高松：四国総研

N E

D

K

ER G Y

EN

WT O R

OL

R

W

水素供給ステーション水素供給ステーション水素供給ステーションType ofStation

H2Production

Type ofVehicle

Pressure(MPa)

Filling-uptime (min) Site

On-Site MH 1 10

(Reform) CHG 35 5

On-Site MH 1 10

(PEM) CHG 35 5

Off-Site 35 5

30Ｎｍ3/hｒ

Osaka

Takamatsu

TsurumiCHG

NEDONEDOの燃料電池研究開発戦略の燃料電池研究開発戦略

(PEFC:固体高分子形燃料電池)

○○要素技術開発要素技術開発 ((電解質膜、電極、セパレータ等）○システム化技術開発　○システム化技術開発　 （量産化、コスト低減）○水素利用インフラ技術開発○水素利用インフラ技術開発　　　 　（水素製造・輸送・水素ステーション）○安全技術○安全技術　　　 （技術基準案作成への実験データ取得）

※以下の※以下の44テーマからなる総合的なアプローチを展開テーマからなる総合的なアプローチを展開

固体高分子形燃料電池の構成固体高分子形燃料電池の構成

Anode

Cell stack

Cathode

改質器脱硫、改質、CO変成、CO除去の各工程における

・高効率化・耐久性向上・低コスト化/量産化技術

　セパレータ・抵抗低減

・耐久性向上

・低コスト化/量産化技術

電解質膜・イオン導電性向上・高温作動・低加湿作動・耐久性向上・低コスト化

電極・活性向上・CO被毒耐性　向上・白金量低減・白金代替触媒　開発

その他・新概念の素材、構造の研究・機構解明等の基礎研究　

　周辺機器水処理システム/

ブローワ

・低コスト化

・量産化技術

量産・低コスト化セパレータの開発　　－　酸性に強く、導電性を維持　－

Metallic precipitatesMetallic precipitates= ““ Current pathCurrent path ””

Separator of Austenite material

Electrode

SEM of Austenite material

ステンレスによる量産化　　　　導電性の確保

オーステナイト鋼に金属析出物を共存。セパレータ表面の不動態を貫通して、導電性を確保

e-e-

Passive film

強酸性環境に耐える

金属セパレーター採用の燃料電池を搭載した ホンダ FCX

Ø低温作動の燃料電池

Ø軽量・コンパクト化を達成

Ø大量生産が可能

NEC HITACHI

TOSHIBA CASIO

2次電池よりも5倍長く利用でき、短時間での燃料補給

携帯用燃料電池の応用例携帯用燃料電池の応用例