New Energies, new possibilities

韓国政府系研究機関の韓国材料研究院（ＫＩＭＳ）で、材料デジタルプラットフォーム研究本部航空材料研究センターのヤン・チョルナム博士の研究チームが１キロワットの高分子電解質燃料電池を独自に設計製作し、翼長７．２メートルの無人機に搭載し、１１時間連続飛行とともに飛行距離７７０キロメートルの空中実証を完了した。 既存の無人機に使われる内燃機関エンジンの場合、長時間の滞空には有利だが騒音と振動、熱感知、排気ガスによる大気汚染、そして低いエネルギー効率などさまざまな問題点を持つ。最近電動推進方式が主流となり無人機用電動モーターのエネルギー源として二次電池であるリチウムバッテリーが使われる傾向だ。だが電池の低いエネルギー密度などによりこれもまた短い任務遂行時間を克服するのが難しい限界に直面している。 研究チームはこうしたエンジンとリチウムバッテリーの短所を克服するため、新たな動力である１キロワット級燃料電池動力源を開発し、バッテリーとハイブリッド電源を構成して無人機に適用した。これを通じ１２時間以上の長時間の滞空と任務遂行が可能な無人機用燃料電池動力源を開発し、これとともに空中実証まで完了した。 今回使った燃料電池、バッテリーハイブリッド技術は１キロワットの燃料電池電気出力とリチウムポリマー二次電池で構成された。無人機の離陸と空中での急激な電力出力に対応するため最高出力４２００ワット以上を出せるよう構成した。この技術は既存の無人機に使われる二次電池の低エネルギー密度を克服でき、長時間の滞空を要求する電動推進無人機に適合する。これを通じ海岸線、内水面、環境モニター、産業インフラ監視などに活用できると期待される。 現在、民需用燃料電池推進無人機技術はカナダのＢＰＳとアフリカ政府の支援を受けたＦＬＹＨ２エアロスペースが共同で９時間・６００キロメートルを飛行する水準で開発中だ。今回の成果はこの目標を上回る水準で開発された。 燃料電池推進無人機技術と関連した韓国市場の規模はまだ初期段階で、学校やベンチャー企業で海外から燃料電池を輸入して無人機に搭載する水準だ。ほとんどが海外の燃料電池システム業者に引きずられる水準で開発され、開発の自由度が低い。本技術開発は韓国の燃料電池推進無人機開発企業との共同開発を通じ、国産化による輸入代替効果だけでなく、技術自立にもつながると予想される。 研究責任者のヤン博士は「開発された燃料電池動力源を使い１１時間以上飛行することで、民需用としては世界的水準に達したとみる。今後は軍民兼用で活用できる水準を目標に、２４時間連続飛行が可能な燃料電池開発と無人機適用実証研究を続けたい」と話した。 本研究成果は科学技術情報通信部の支援を受け韓国材料研究院の基本事業である「航空機用燃料電池動力源開発と実証技術開発」の課題を通じて進められた。

　本田技研工業は11月11日、「ENEOS スーパー耐久シリーズ2023 Supported by BRIDGESTONE 第7戦 S耐ファイナル 富士4時間レース with フジニックフェス（以下、S耐最終戦）」が開催されている富士スピードウェイにて、北米向けSUV「CR-V」をベースに2024年発売予定のFCEV（燃料電池車）モデル「CR-V FCEV」を日本で初公開した。まだ航続距離など細かいスペックは明かされていないが、すでに国内の公道にて実証実験を開始しているという。

　CR-VベースのFCEVを2024年から生産することについては、すでにホンダの米国現地法人アメリカン・ホンダモーターが2022年11月に発表していて、米国オハイオ州メアリズビルの四輪車生産拠点PMC（パフォーマンス・マニュファクチュアリング・センター）で生産を開始するとアナウンスしている。また、日本でも2023年2月に、次世代燃料電池システムを搭載するFCEVを2024年に北米と日本で発売すると発表済み。短時間で水素を充填できて長距離走行できるFCEVの特徴に加え、家庭や街中で充電できるプラグイン機能も搭載する。 　またホンダは、2050年に全製品カーボンニュートラル化を目指すほか、クリーンエネルギー、リソースサーキュレーションの3つを柱にした「環境負荷ゼロの循環型社会の実現に貢献する」と目標を掲げ、四輪・二輪の電動化はもちろん、交換式バッテリを使った製品の利活用を拡大させ、30年以上にわたり手掛けてきた「水素技術」や「FCEV」の開発で培ったノウハウをもとに、さまざまな商品展開にチャレンジするとしている。 　搭載する次世代燃料電池システムは、GMと共同開発してアメリカのミシガン州にある合弁会社「Fuel Cell System Manufacturing,LLC」で生産する製品を搭載する予定。低コスト化とともに耐久性および耐低温性能の向上が図られているほか、クラリティ FUEL CELLに搭載していた燃料電池システムと比較すると、仕様や構造を見直すことでコストを3分の1に、耐久性を2倍に向上させ、さらに耐低温の向上も実現したという。 　またホンダは、この次世代燃料電池システムよりも、さらにコストを2分の1に低減し、耐久性を2倍に向上する目標値を設定し、使い勝手や費用面で従来のディーゼルエンジンと、トータルコストで互換可能となるような研究もスタートさせているという。

ホンダ、2024年発売予定の新型燃料電池車「CR-V FCEV」を日本初公開 (Car Watch) - Yahoo!ニュース

【THE 視点】トヨタ自動車は、新型「クラウン」の「セダン」を発表した。11月2日より受注を開始し、同13日より発売する。

トヨタは昨年、「これからの時代のクラウンらしさ」を追求し、「クラウン」に4つのバリエーションモデルを用意することを発表している。そのうちの「クロスオーバー」「スポーツ」は発表済み。3つ目のモデルとして今回の「セダン」が導入される。 今回のトピックは燃料電池車（FCEV）が追加される点だ。これまでの2モデルにはハイブリッドの設定はあったが、FCEVの設定は「セダン」が初になる。プロトタイプをサーキットなどで展示はしてきたが、ようやく正式発表となった。 「クラウン・セダン」には、「ミライ」と同じFCシステムが採用される。合計3本の高圧水素タンクと燃料電池などを搭載し、1回あたり約3分の水素充填で航続約820kmの走行が可能。トヨタによれば「水素社会の実現に向け、フラッグシップであるクラウンに、今回新たに走行中にCO2を排出しない燃料電池車（FCEV）を用意した」という。 しかしFCEVとなったことで大きく進化した点は車内快適性であろう。駆動系統はEVなので、アクセルを踏んだ瞬間からトルクが立ち上がり速度もスムーズに伸び高い静粛性や乗り心地も実現している。すなわち、VIPを乗せるための「ショーファー・ドリブンカー」としての側面が進化しているということになる。 ただ、パワートレインは「ミライ」と同じなので、「違いは何か」ということになる。そこはやはり「クラウン」のしかも「セダン」というブランド力が大きな違いだろう。 新型「クラウン」はこれまで「クロスオーバー」と「スポーツ」を発表したが、どちらもSUV型のため従来のイメージを覆すこととなった。しかし新型「クラウン」は、クルマが変わったのではなくブランドファミリーに進化したと捉えれば、「クロスオーバー」も「スポーツ」も肯定できる。例を上げるなら、「クーパー」というベースがあり「クロスオーバー」もEVの「カントリーマン」も展開する「MINI」のようなファミリーブランドとなったのだ。「クラウン」の専門店「THE CROWN」をオープンさせたことが、ファミリーブランド化の何よりの証拠である。 SUVの「クラウン」が出たことで、従来からのユーザーおよびファンは一度裏切られた気持ちになっただろう。しかし中核の「セダン」が満を持して帰ってきたことで、「私たちのクラウンが途切れていない」「やっぱりいつかはクラウンだ」という安心感を覚えたのではないだろうか。これはしたたかな戦略である。 公用車や企業の役員車などに「クラウン」の採用が多いことは、多くの人が認識しているだろう。それだけ「クラウン」は日本の文化に根差したクルマとなっている。その上でFCEVの導入という発表である。国もFCEVの普及に力を入れているのは本媒体でも度々触れているが、そこに「クラウン・セダンFCEV」の導入意義が出てくる。格式・風格と環境・先進性を一挙両得できるというわけだ。 筆者もFCEVの「ホンダ・クラリティ・フューエルセル」に乗っているので、この「クラウン・セダンFCEV」には非常に興味があった。実は昨日まで開催されていた「ジャパン・モビリティ・ショー」（JMS）で正式発表され、実物にお目に掛かれるだろうと期待していた。しかし会場にその姿はなく、EVのショーカーばかりであった。 「JMS」を外したこのタイミングでの発表には正直がっかりした。何故なのだろう。ニュースリリースでも公言している通り、「クラウン」はトヨタのフラッグシップではないか。専門店「THE CROWN」の発表・開業も2ヶ月くらい遅らせ「JMS」で発表すれば、PR効果は抜群だろうに。 しかも「クラウン・セダンFCEV」は、出るか出ないか分からないショーカーではなく「現実に発売するクルマ」である。何よりトヨタが全力で推し進めているFCを搭載しているではないか。この新世代フラッグシップを、なぜ「JMS」を活用して世界にアピールしないのか。仮にメルセデス・ベンツに例えれば、「Eクラス」や「Sクラス」をドイツのモーターショー「IAAモビリティ」で発表しなかったことと同義だ。疑問符しか思い浮かばない。「JMS」の開催意義も、これですっかり分からなくなってしまった。 ともあれ、「クラウン・セダンFCEV」への期待は大きいので、早急に現車を確認したいものである。

「JMS」の存在・開催意義とは……トヨタ、新型「クラウン・セダンFCEV」を発表（THE EV TIMES） - Yahoo!ニュース

実験データを再現できる計算モデルも構築 　横浜国立大学の荒木拓人教授と李坤朋IAS助教、産業技術総合研究所（産総研）極限機能材料研究部門の島田寛之上級主任研究員と水谷安伸招聘研究員および、宮崎大学の奥山勇治教授らは2023年10月、プロトン伝導セラミック燃料電池（PCFC）の内部短絡を抑えることで、発電性能を大幅に向上させたと発表した。同時に、実験データを再現できる計算モデルも構築した。

実験データを計算モデルに入力して得られたPCFCの発電効率［クリックで拡大］ 出所：横浜国立大学他 　

家庭用発電機として普及が進む固体酸化物形燃料電池（SOFC）などに比べ、PCFCは理論的に高い発電効率が得られるという。しかし、電解質がプロトンだけでなく、正孔を伝導して内部短絡をするため、発電効率が低下するなどの課題もあった。こうした影響を計算によって正確に評価することもこれまでは難しかった。 　そこで研究グループは、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）が進める「燃料電池等利用の飛躍的拡大に向けた共通課題解決型産学官連携研究開発事業」の委託を受け、内部短絡を抑制できるPCFCの開発や、計算モデルの構築に取り組んできた。 　研究グループは今回、電解質にイッテルビウム添加ジルコン酸バリウム（BaZr0.8Yb0.2O3－δ、BZYb）を用いた。しかも、材料組成などを制御することで正孔伝導の影響を抑えた。また、製造プロセスの最適化などにより、膜厚が約5μmの電解質でも内部短絡を抑制することができる技術を開発した。さらに、ナノ複合電極技術を用いたことで、動作温度が550℃と低くても、出力密度は約0.6W/cm2が得られたという。 　同時に、PCFCの効率を高精度かつ簡易に予測できる計算モデルを構築した。実験で取得したプロトン伝導性電解質の材料物性などを計算モデルに入力すれば、より正確な計算が行える。計算モデルを用いて算出した値と今回開発したPCFCの測定値は、高い精度で一致することを確認した。 　電解質の膜厚や作動温度、燃料利用率といった条件を設定して発電特性を算出したところ、開発したPCFCは作動温度が500℃であれば、70％超の発電効率を実現できることが分かった。

次世代燃料電池「PCFC」の発電性能を大幅に向上、内部短絡を抑制（EE Times Japan） - Yahoo!ニュース

　田中貴金属工業は12日、中国の関連会社である成都光明派特貴金属有限公司（出資比率・成都光明光電60％、田中貴金属工業40％）と燃料電池用電極触媒製造技術に関する技術援助契約を締結したと発表した。中国での燃料電池用電極触媒の需要拡大に対応する。成都光明派特貴金属の子会社で、2024年夏に本格稼働を開始する雅安光明派特貴金属有限公司（四川省）の工場内に生産設備を設置し、25年中に中国向け燃料電池用電極触媒の生産を開始する予定。 　同社は、湘南工場（神奈川県）内のFC触媒開発センターで固体高分子型燃料電池用（PEFC）と固体高分子型水電解用（pEWE）の電極触媒を開発・製造している。PEFCのカソード用に高活性・高耐久な白金触媒や白金合金触媒を、アノード用に耐一酸化炭素被毒特性に優れた白金合金触媒やOER触媒（酸素発生反応を活性化させる触媒）、PEWE用アノードには酸化イリジウム触媒を販売している。PEFCは、燃料電池車（FCV）や家庭用燃料電池「エネファーム」などで使用されており、今後はバスやトラックといった商用車、フォークリフトなどの荷役自動車、建設重機、ロボットなどの産業機械、大型定置用途などでの需要拡大が見込まれている。 　中国では、政府方針として水素エネルギーやFCVを戦略産業として育成を推進しており、燃料電池技術の研究開発や普及を促進するためにさまざまな支援策を実施している。補助金や税制優遇措置などが導入され、燃料電池車両の開発と導入を後押ししているほか、都市部および主要交通路に水素供給インフラが整備されるなど、今後の燃料電池市場の成長が期待されている。

田中貴金属工業、中国で燃料電池用電極触媒生産。関連会社と技術援助契約（鉄鋼新聞） - Yahoo!ニュース