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プロジェクトの基本情報

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2018年8月20日更新

美濃和紙の抄紙と独自焼成の融合技術により「薄い」「軽い」ガス拡散層を開発!

株式会社テックオン

プロジェクト名 炭化紙を利用した固体高分子形燃料電池用ガス拡散層の開発
対象となる川下分野 自動車、エネルギー
川下企業におけるニーズの対応 質量低減(小型化、軽量化など)
低コスト化(ランニングコスト低減、ロス削減、 省力化など)
上記ニーズに対する具体的な数値 従来の固体高分子形燃料電池用ガス拡散層より50%以上の薄型化、軽量化
事業実施年度 平成23年度~平成25年度
事業化状況 補完研究中(完成に向けて現在研究中)
対象としている素材 紙、カーボンペーパー

プロジェクトの詳細

プロジェクトに至った背景・経緯
自動車用燃料電池セルスタックの軽量化・コンパクト化・低コスト化に対応して、固体高分子型燃料電池ガス拡散層は薄型化、軽量化、生産性の向上が求められている。従来の炭素繊維から成るガス拡散層の製造技術では薄型化、軽量化、低コスト化に限界があり、革新的な製造技術が求められている。
本プロジェクトでは、炭素繊維でなく有機繊維を抄紙した紙を炭素化する簡便な方法、美濃和紙抄紙と独自焼成の融合により、厚さと質量制御、燃料電池に要求される性能を実現するガス拡散層とその製造技術の開発を行った。

研究開発のポイント
従来のガス拡散層の製造では、原料の炭素繊維をペーパー状にするため繊維同士の結合をバインダー接着に頼り、導電性発現のため熱処理を行う。炭素繊維は熱変化が少なく、ガス拡散層は薄型化や軽量化に限界があり、厚さのバラツキは大きい。
本プロジェクトでは製紙工程から炭素化工程の一連の新技術を開発した。そのポイントは有機繊維を用いて熱処理とガス拡散層用に設計された紙を緻密に炭素化することにある。製造されるガス拡散層は薄型化・軽量化しやすく、表面平滑性が高く、厚さのバラツキは抑えられ、原料コストも大幅に低減できる。

研究開発の具体的な成果
紙の熱変化挙動の解析から炭素化工程後の厚さ、重さ、空隙状態のシミュレーションが可能となり、紙に用いる繊維の形態や構成を最適化、ガス拡散層の特性に応じた紙の設計を可能にした。紙の連続表面改質技術の開発によってガス拡散層の平滑性はより一層向上し、厚さのバラツキを抑制した。ガス拡散層の厚さは0.09~0.1mm、最薄0.07mm、バラツキは ±10%以下を達成、製造コストは従来品(2011年)に比べて最大で1/70を見込む。機能は燃料電池セルの発電条件により異なるが、炭素繊維を用いた市販品と同等レベルを実現する。
利用イメージ、今後の活用が見込める分野・製品等
固体高分子形燃料電池用ガス拡散層の用途に合わせた設計だけでなく、他用途仕様の材料開発が可能。今後、シート状で空隙を有する炭素材料は、燃料電池材料だけでなく各種の電池分野の電極材料として活用が見込まれる。

事業化への取り組み

知財・広報活動 特に、特許等は取得していない。取引先への紹介をはじめ、各展示会への出展を実施中。
今後の見通し 事業化に向け、品質確認と試作品の川下企業によるユーザー評価を実施。各種電池分野の電極材料として、電極活物質との複合化など用途開発を展開中。

研究開発の体制

事業管理機関 公益財団法人岐阜県研究開発財団
法認定事業者 株式会社テックオン、株式会社エム・イー・ティー
研究実施機関 明智セラミックス株式会社、株式会社テックオン、株式会社エム・イー・ティー、岐阜県産業技術センター、あいち産業科学技術総合センター

PRコメント

【株式会社テックオン】
開発した炭素紙を電極材料として使用するには、各電極環境に対して改良すべき点があるのでサンプル出荷を行い、ニーズに合った製品開発を行う。 又、客先工程を考慮して巻取り品の供給が可能な様に生産技術開発に兆戦して行きたい。
【株式会社エム・イー・ティー】
電子の移動が不可欠な蓄電・発電の電極には導電性と耐薬品性を両立できる材料が必要になります。
炭素材は限られた材料の一つであります。『炭素化技術を通じ社会に貢献する』を社是としております当社エム・イー・ティーにとって、培った技術を如何なく発揮できる分野であります。
本プロジェクトで開発したカーボンペーパー製造方法、及び製造装置、は他の材料に対しても広く応用できる技術であり、積極的に展開して行きたい。

企業情報

社名 株式会社テックオン
(法人番号:8200001019937)
所在地 〒501-3762 岐阜県美濃市藍川36-48
電話番号 0575-33-0301
社員数 1名 (男性  1名、)
資本金 300万円
業種 パルプ・紙・紙加工品製造業
事業内容 機械抄き和紙を基本とする機能性産業用紙の開発・製造・販売、受託製造、及び小型機械抄紙製造設備の製造販売。
URL http://techon-co.jp
保有する生産設備と
スペック
機械抄紙装置、調成装置、樹脂含浸装置 1kg/h~
手抄き装置(20cm×25cm,20cm×40cm)
コンプレッサー1台等
海外生産対応 不可
本プロジェクトに
関する問い合わせ先
部署名
技術部

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