分散型エネルギーを目指した固体酸化物形燃料電池マイクロリアクターの開発｜国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）

2022年度公募 seeds-3019 - 【関東】分散型エネルギーを目指した固体酸化物形燃料電池マイクロリアクターの開発

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VISION

ビジョン

SOFCの常識を覆す革新的技術を作り、Society 5.0以降のエネルギー基盤を築く

VISION
USE CASE
STRENGTHS
TECHNOLOGY
PRESENTATION
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定置用で利用されてきた高性能なSOFCに可搬性を付与するプラットフォームを構築する。

現在、SOFCの定置用電源への実用化が進められているが、SOFCを『手のひら』で持てるまでの小型化は極めて難しい。もし、SOFCのこれまでにない小型化が達成できれば既存のリチウム電池の5倍以上のエネルギー密度を持つポータブル電源となり、小型ドローン、自律ロボット、Edge-AI、ウエアラブルデバイスなどを動作させることができるようになる。

USE CASE

最終用途例

軽くて、小さい高密度エネルギーにより便利で新しい体験を実現する

USE CASE 01小型のドローンや自立ロボットに小型SOFCを搭載することで長時間、長距離移動を可能にする

APPLICATION

次世代ロボットのキーテクノロジーは高密度な電池

小さくて長時間作動する電池を小型ドローンに搭載すれば、飛行時間が大幅に伸びこれまでのできなかったドローン利用ができるようになるでしょう。自立ロボットに関しては、作動時間だけでなく充電が不要になります。

USE CASE 02センサネットワークやEdge-AIを支えるエネルギー基盤へ

APPLICATION

世界中に散りばめられたセンサやデバイスの動力源に！

今後、世界中にセンサが配置しデバイス内でデータ処理するEdge-AIが活躍するようになります。我々の研究は送電網がない環境でもこれらの次世代デバイスに電力供給できる分散型システムを築きます。

USE CASE 03人や動物の可能性を広げるエネルギー基盤を築く

APPLICATION

ウエアラブルデバイスを使った新しい社会へ

小型・高密度電池はウエアラブルデバイスの可能性を広げます。例えば、ウエアラブルデバイスを高機能化することで人体の拡張につながります。人だけでなくペットや家畜に装着するデバイスの発展にも寄与します。

STRENGTHS

強み

ナノ粒子合成、セラミックスの微細加工、マイクロ流体力学を使うことで、高温を狭い空間に閉じこめる

STRENGTHS 01

断熱性と耐熱性構造により平板状SOFCを搭載できるリアクター

SOFCを手のひらサイズまで小型化するには高い断熱性と耐熱性を持つリアクターが必要になる(10.1016/j.jpowsour.2007.10.092 )。この課題に対しマイクロデバイス作製技術を使いSOFCの小型化を達成する(10.1126/sciadv.abd2013)

TECHNOLOGY

テクノロジー

YSZや酸化ニッケルのナノレベル形態制御やセラミックス微細加工によるマイクロデバイスを作製

TECHNOLOGY 01

数ナノメートルの微粒子合成、微細加工によるマイクロ構造

単結晶ジルコニアナノシートの合成に成功し論文の表紙に採択された　(Yamada et al., ACS Applied Nanomaterials, 2019.)
マイクロ流路を使ったガス導入機構で作り人工細胞膜匂いセンサを開発した（Yamada et al., Science Advances, 2020.）。ガスを流す流路機構によりセンサ性能を大幅に改善した。この成果は東京大生産研でプレスリリースを行いNHKや産経新聞などの２６社以上のメディアから取り上げられた。