三菱重工、世界初、閉鎖式燃料電池システムを使った海中への電力供給に成功

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三菱重工業は、海洋研究開発機構(JAMSTEC)と共同開発した、閉鎖式燃料電池システムが、実海域で海中の観測機器へ電力を供給する試験に世界で初めて成功したと発表した。

システムは、ガス循環系に新たな構造を採用するなどして、これまでの技術的課題をクリアした小型の燃料電池システム。今回の成功で、従来の蓄電池に代わって、海底設置型の観測機器や海中探査船を長時間稼働させるための海中電源として大きな役割を果たすことが期待される。

今回、実海域試験に成功したのは固体高分子形の高効率マルチ・レス(HEML)燃料電池システム。試験では、JAMSTECの海洋調査用曳航体「ディープ・トウ」に搭載した燃料電池システムを水深180メートルまで潜行させ、2つの観測機器に電力を同時に供給したもの。この結果、安定的で継続的な電力供給を確認した。

深海を含む海中では、有人潜水船や無人探査船、曳航体やランダーなど数多くの観測プラットフォームが使用されているが、装置の高度化や観測期間の長期化などによって、必要な電力量が増大、これに伴って、出力容量に制限がある蓄電池では能力が不足するケースも出ている。

このため、これまでも閉鎖式燃料電池システムの開発が進められてきたが、ガス循環装置や、ガスを湿潤にするための加湿装置などの必要からシステムが小型化できないという課題や、水素ガスの微量漏洩を阻止できない問題などがあった。

今回の高効率マルチ・レス燃料電池システムは、これまで実用化を妨げてきたこれらの問題を、ガス循環系などに新規機構を採用することにより解消した。

具体的には、燃料電池スタックの上流側と下流側をバルブ操作により一定間隔で入れ替える機構を採用することで、大型化の要因となっていた循環器や加湿器を不要とし、燃料電池スタックを密封することで、水素ガスのリークもなくし、これらの難問を同時に解決するマルチ・レスを実現した。小型化により、自己消費電力の抑制や起動時間の短縮を可能にした。

三菱重工とJAMSTECは今回、海中試験により、小型で高効率、高信頼性の燃料電池システムの実用化にメドがついたことを受け、今後、本格的な実用レベルである数kW級の閉鎖式燃料電池システムの開発に向けて取り組んでいくとしている。
《レスポンス編集部》

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