水素製造技術の動向・コストと水電解による製造、効率化

第1部 水素製造技術の動向とコスト見通し

(2022年10月17日 10:30〜12:00)

　カーボンネットゼロ実現には水素エネルギーの利活用が不可欠です。そしてそのためには低コストで大量のCO2フリー水素が必要となります。 　本講演では、今後需要の急拡大が見込まれるグリーン水素の製造・サプライチェーン構築に向けた世界の最新動向、大規模グリーン水素プロジェクトの進捗状況を概観します。また、グリーン水素以外のCO2フリー水素製造技術の特色や開発状況・コスト見通しについて解説します。

1. 水素の主な製造方法と特色、課題、コスト比較
   1. コスト低下が進むグリーン水素
   2. ブルー水素低コスト化への課題
      • CCSの技術動向とコスト
   3. 今後期待できる製造技術
      • 原発利用による水電解 (イエロー水素)
      • バイオマス由来水素
      • メタンの熱分解 (ターコイズ水素)
      • 水の熱分解
      • 人工光合成 (光触媒)
2. 水素の輸送・貯蔵
3. エネルギーキャリアの機能と期待される役割
   1. 再エネ導入拡大の鍵握るP2G (Power to Gas)
   2. 海外の低コスト水素を輸入するサプライチェーン
4. 世界の大規模グリーン水素プロジェクト
• 質疑応答

第2部 固体酸化物形水電解を用いた水素製造とその効率化

(2022年10月17日 13:00〜14:30)

　固体酸化物形水電解は、固体酸化物形電気化学セルを用いて高温で水蒸気の電気分解を行い水素製造する高温水蒸気電解技術の一手法として研究開発が進められている。電解エネルギーの一部として熱エネルギーで補うことができるため、電解で消費する電力を抑えて効率よく水素を製造できることが特長である。また、高温で作動するため、未利用の廃熱や蒸気などを利活用することで効率向上が見込まれる。 　本セミナーでは、高温水蒸気電解の原理・特徴から、電気化学セルの電解特性、電解システムの効率検討までを包括的に紹介する。

1. 高温水蒸気電解技術
   1. 原理
   2. 特徴
   3. 電解手法の比較
   4. 固体酸化物形電気化学セル
2. 固体酸化物形水電解セルの開発
   1. 電解性能
   2. 水素製造効率
3. 固体酸化物形水電解システムの開発
   1. システム概要
   2. 小型システムによる水素製造実証
   3. システム検討
   4. システム効率評価
4. 課題と展望
   1. 固体酸化物形水電解の課題
   2. 固体酸化物形電気化学セルの応用技術
• 質疑応答

第3部 水電解を用いたグリーン水素製造技術と高効率化

(2022年10月17日 14:45〜16:15)

　化石燃料に代わる新しいエネルギー源を獲得する方法として、再生可能エネルギーを利用した水電解による水素生成技術に高い関心が寄せられています。水電解セルでは、水分解の理論電圧 1.23Vに加え、酸素発生電極の過電圧 (ηO2) と水素発生電極の過電圧 (ηH2) に相当するエネルギーを反応に要します。高効率に水を電解するためには、高活性電極触媒を開発してηO2およびηH2を最小にする必要があります。しかし、現状ではηO2値が300mV程度と高いのが課題であり、高活性酸素発生触媒の開発が水電解による高効率水素生成技術の鍵となっていました。 　本セミナーでは、超低過電圧で水を分解する高活性酸素発生触媒の開発を含めて、水電解によるグリーン水素製造の動向と今後の展望および研究成果について講演します。

1. はじめに
2. 水電解による水素生成技術
3. 水電解によるグリーン水素製造の動向
4. 水電解によるグリーン水素製造技術
5. 超低過電圧で水を分解する高活性酸素発生触媒の開発
• 質疑応答