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DEVELOPER INTERVIEW

開発者インタビュー

家庭用燃料電池「エネファーム type S」

コンパクトで高効率な家庭用燃料電池の開発

2012年4月に発売した「エネファーム type S」は、2003年発売の「エコウィル」、2009年発売の「エネファーム」に次ぐ大阪ガスで3種類目の家庭用コージェネレーションシステム。
「エネファーム type S」は先行の2種よりも発電効率の高い固体酸化物形燃料電池(SOFC)であり、初号機は2012年4月に発売しました。それ以降も、高効率化、コストダウンを進め、2013年、2014年に新機種を発売してきました。
これらの開発、改良に携わった技術者たちが、さまざまな課題をどのように解決したのか、「エネファーム type S」の基幹部となるセルスタック・ホットモジュール部を担当した鈴木氏、井上氏、システムを担当した安原氏、岩見氏に、商品化への開発秘話を語って頂きました。

MEMBER

リビング事業部

  • 商品技術開発部 SOFC開発チーム シニアリサーチャー 工学博士 鈴木 稔
    商品技術開発部 SOFC開発チーム シニアリサーチャー 工学博士

    鈴木 稔

  • 商品技術開発部 SOFC開発チーム 副課長 リーダー 井上 修一
    商品技術開発部 SOFC開発チーム 副課長 リーダー

    井上 修一

  • 商品技術開発部 SOFC開発チーム 副課長 リーダー 安原 健一郎
    商品技術開発部 SOFC開発チーム 副課長 リーダー

    安原 健一郎

  • 商品技術開発部 SOFC開発チーム 係長 岩見 潤
    商品技術開発部 SOFC開発チーム 係長

    岩見 潤

商品化に向けて「46.5%の発電効率」と「10年間の耐久性」を実現

SOFCの商品化に向けては、家庭用ということで、700W機で「発電効率45%」と「10年間の耐久性」が目標ということでしたが、結果として発電効率46.5%、総合効率は90%で、耐久性の目標も実現しましたね。

井上セルスタックの耐久性に関しては、試作したものを丸1年、2年と動かして、劣化の状況をモニタリングし続けました。最初の仕様、次の仕様、その次の改良仕様のもの、全部並べて、延々と動かし続けるんです。今もまだやっていますが(笑)。

鈴木どんどん試験台数が増えいった(笑)。耐久試験と改良を繰り返すことで、性能が上がり、劣化のスピードも緩やかになってきましたね。

井上劣化に関する一番の課題は、セルとセルをつなぐ金属部分(集電材)が酸化し、それが原因で電圧が落ちること。最終的には金属表面に特殊なコーティングを施すことで解決したのですが、こうした大事なところは、メーカーさんとともに、僕らも開発者スタンスでやっていきましたね。

鈴木燃料電池では、加速試験で時間を短縮して劣化の程度を測ることが難しいので、やはり以前の仕様でも1万時間、2万時間と地道にデータを取っていくことが必要。今では、4万時間を越える、かなり昔の代のものあるんですよ。


井上このデータの積み上げは、自信にもなるんです。この検証がなければ、どのタイミングで劣化が起きるのか、劣化が始まった場合、機能低下の曲線はなだらかなのか、急激なのかわかりません。実際にデータを積み重ねていかないとわからないことなんです。

大阪・酉島の研究所内でのセルスタックの耐久試験の様子

大阪・酉島の研究所内でのセルスタックの耐久試験の様子

安原耐久性については、お客さまの実際の使用時に、あまりにも頻繁に起動・停止をさせると機器に負荷がかかり、影響が出る可能性もあるので、発停回数をできるだけ減らすシステムを作り上げることも必要でしたね。

鈴木さらに、起動後、発電前にスタックを高温にするときにエネルギーを使うので、起動停止を少なく発電時間を長くするほうが省エネメリットが大きいんです。

安原そうしたメリットをお客さまにどう伝えていくか。起動・停止を頻繁に繰り返されるお客さまに対しては、例えばリモコンの表示画面にメッセージを出すなど、より効率よく使っていただけるよう、運用面からの工夫にも努めました。

鈴木私と井上はセルスタックとその周辺の改良に目が向いていますが、実際に使用される環境、運用面、そういった視点で、意見をどんどん出してくれる人が身近にいるのはとても重要です。

安原営業や施工など、現場の声を吸い上げてくるのも私の役割ですから。

井上安原さんの評価をクリアしたら、完成度が上がってきた実感がありますね。(笑)。

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