独自の製造方式でCCM／MEAが量産できる生産設備を構築――水素エネルギー市場へ電極部材の生産で参入凸版印刷

凸版印刷は2023年8月17日、高知県南国市の高知工場に、世界初となる独自の製造方式による触媒層付き電解質膜（CCM）／膜電極接合体（MEA）の生産設備を導入し、8月より販売を開始すると発表した。設備の導入により、高性能、高品質なCCM/MEAを量産できる。

水素を製造する水電解装置、水素の貯蔵や運搬に関わる電解槽、水素を利用する燃料電池で中核となる重要な部材であるCCM/MEAは、水素の社会実装に不可欠なエネルギー変換デバイスとなる。そこで同社は水素エネルギー市場への参入に向け、高性能、高品質なCCM/MEAを枚葉式で量産する体制を構築した。

同設備には、枚葉式両面ダイレクトコーティングを世界初の製造方式として採用。触媒インクを電解質膜の両面に直接塗工し、枚葉式でCCM/MEAを形成することで最大6万枚／年を製造する。枚葉サイズは600×800mm。枚葉のCCM/MEAを繋げることで、ロール形態での提供にも対応する。

枚葉式のCCM/MEA

また、ダイレクトコーティングで作製したCCM/MEAは、電解質膜と触媒層間の密着性が高く、水素を「つくる」「ためる・はこぶ」「つかう」の反応時の電気抵抗を低減するため、エネルギー変換効率を向上させることができる。

CCM/MEAによる水素を「つくる」「ためる・はこぶ」「つかう」のイメージ図

独自の添加材を加え、触媒層の空隙率を制御するため、水素を「つかう」際に生成される水の排出性を調整する。水の滞留は、触媒層中のカーボンや触媒金属の劣化要因になることから、CCM/MEAの耐久性が排出の促進によって向上する。

燃料電池用の基本ラインナップは、4種類のCCM/MEAを設定。触媒層の材料設計の最適化により、ユーザーの要求に応じてカスタマイズして提供できる。

また、品質管理システムを構築。CCM/MEA製造に関するデータを保存、個別に追跡し、厳密に品質を管理する。集積データの解析、解析結果に基づくプロセス改善（フィードフォワード）の完全自動化に向けた開発も進めている。なお、高知工場では、自動車向けTFT液晶ディスプレイにてIATF16949認証を取得しており、製造工程の品質管理を徹底している。

同社は今後、設備のサイズアップと増強を図り、水素を「つくる」「ためる・はこぶ」「つかう」の全領域にCCM/MEAを展開する。

独自の製造方式でCCM／MEAが量産できる生産設備を構築――水素エネルギー市場へ電極部材の生産で参入　凸版印刷