粉末冶金技術を用いた金属支持による固体酸化物形燃料電池を開発――多孔質ステンレス鋼基板上に積層産総研とポーライト

産業技術総合研究所（産総研）は2023年12月11日、粉末冶金技術を用いた多孔質ステンレス鋼基板上に、固体酸化物形燃料電池（SOFC）を積層した金属支持SOFCを、ポーライトと共同開発したと発表した。

SOFCは600～900℃の高温で作動し、燃料電池の中でも最も高い発電効率が期待されている。国内では家庭用熱電併給（コージェネレーション）システムとして普及しており、その他さまざまな分野への適用も期待されている。

しかし従来のSOFCは、電解質や電極にセラミックが含まれるためもろくて割れやすい欠点があり、機械強度が求められる自動車やドローンなどのモビリティ分野での適用は難しいとされてきた。

今回ポーライトが、同社の粉末冶金技術を応用して、燃料拡散性と機械強度を両立させた多孔質ステンレス鋼基板を開発。一方産総研は、電解質のガスバリア性を向上させる電解質ナノ粒子を開発した。

それらを組み合わせて実用サイズの5cm各の金属支持SOFCを試作。電解質ナノ粒子を添加した今回のセルでは、開回路電圧（OCV）が1V以上で、750℃における出力密度は0.6W/cm²と、実用レベルに達していることを実証した。

今回開発した金属支持SOFCは、今後モビリティ分野を始めとしてさまざまな分野で広く適用されることが期待されるという。今後、電極の改良などにより、長寿命かつ低温でも高出力密度を保つ金属支持SOFCを開発すると共に、大型化や量産化を検討する。

粉末冶金技術を用いた金属支持による固体酸化物形燃料電池を開発――多孔質ステンレス鋼基板上に積層　産総研とポーライト