東京科学大学、東京理科大学、太陽誘電およびフタバ産業の共同研究チームは、固体酸化物形燃料電池（SOFC）を手のひらサイズまで小型化し、発電を実証する高断熱・耐熱マイクロリアクターを開発した。このリアクターは、金属支持型セルを搭載し、常温から約600℃まで5分以内で昇温できる構造を備えている。従来の定置型SOFCを基盤としながら、内部が高温でも外装は手で保持できる断熱性を示した（掲載誌：Microsystems & Nanoengineering）。
SOFCは化学燃料を高効率に電気へ変換でき、水素だけでなくエタノールやプロパンなど多様な燃料を利用できることが特徴である。日本では家庭用電源として実用化されてきたが、600℃以上の高温動作を維持するための断熱・耐熱要件が小型化の障壁となっていた。過去には微細加工技術を用いたセルの新規作製が試みられたが、開発コストが高く、既存セルを活用する方法が望まれていた。今回の研究では、熱応力を緩和するカンチレバー構造と、輻射熱を抑える多層断熱構造を組み合わせることで、600℃以上でも割れを防ぐ耐熱性を確認した。
今回試作したリアクターは、イットリア安定化ジルコニア製の筐体に微細流路を形成し、中央部に金属支持型セルを搭載した。筐体は耐熱性樹脂を用いた三次元造形に加え、アルミ蒸着フィルムを積層した断熱構造を採用し、内部ガスをクリプトンに置換することで断熱性能をさらに向上させた。これにより、約10〜15ワットという低いヒータ出力で、動作温度まで高速に昇温し、発電を確認した。発電中であっても外装温度は手で保持できる水準であることも実証された。
この成果により、デバイスは約5センチ角・重量100グラム未満まで小型化され、エッジデバイスやオフグリッド環境での自立電源としての応用可能性が示された。今後は、発電効率の向上、燃料供給機構の統合、電池マネジメントの確立、長期耐久性や安全性の検証が課題となる。
| 情報源 |
【オンライン情報源1】 Science Tokyo ニュース 【オンライン情報源2】 東京理科大学 プレスリリース 【オンライン情報源3】 太陽誘電 ニュース 【オンライン情報源4】 フタバ産業 企業情報 |
|---|---|
| 配布形式1 |
【交換形式名称】HTML 【版】不明 |
| タイトル | 科学大ら、SOFCを手のひらサイズに！高速起動かつ外装は低温保持 |
|---|---|
| 日付1 |
刊行日: 2025/12/26 |
| 要約 |
東京科学大学、東京理科大学、太陽誘電およびフタバ産業の共同研究チームは、固体酸化物形燃料電池（SOFC）を手のひらサイズまで小型化し、発電を実証する高断熱・耐熱マイクロリアクターを開発した。このリアクターは、金属支持型セルを搭載し、常温から約600℃まで5分以内で昇温できる構造を備えている。従来の定置型SOFCを基盤としながら、内部が高温でも外装は手で保持できる断熱性を示した（掲載誌：Microsystems & Nanoengineering）。<br> SOFCは化学燃料を高効率に電気へ変換でき、水素だけでなくエタノールやプロパンなど多様な燃料を利用できることが特徴である。日本では家庭用電源として実用化されてきたが、600℃以上の高温動作を維持するための断熱・耐熱要件が小型化の障壁となっていた。過去には微細加工技術を用いたセルの新規作製が試みられたが、開発コストが高く、既存セルを活用する方法が望まれていた。今回の研究では、熱応力を緩和するカンチレバー構造と、輻射熱を抑える多層断熱構造を組み合わせることで、600℃以上でも割れを防ぐ耐熱性を確認した。<br> 今回試作したリアクターは、イットリア安定化ジルコニア製の筐体に微細流路を形成し、中央部に金属支持型セルを搭載した。筐体は耐熱性樹脂を用いた三次元造形に加え、アルミ蒸着フィルムを積層した断熱構造を採用し、内部ガスをクリプトンに置換することで断熱性能をさらに向上させた。これにより、約10〜15ワットという低いヒータ出力で、動作温度まで高速に昇温し、発電を確認した。発電中であっても外装温度は手で保持できる水準であることも実証された。<br> この成果により、デバイスは約5センチ角・重量100グラム未満まで小型化され、エッジデバイスやオフグリッド環境での自立電源としての応用可能性が示された。今後は、発電効率の向上、燃料供給機構の統合、電池マネジメントの確立、長期耐久性や安全性の検証が課題となる。 |
| 目的 | ニュースリリース等の配信 |
| 状態 | 完成 |
| 問合せ先（識別情報）1 |
【組織名】東京科学大学（Science Tokyo） 【役職名】 【個人名】 【電話番号】 【FAX番号】 【住所】 【E-mail】 【オンライン情報源】東京科学大学（Science Tokyo） 【案内時間】 【問合せのための手引き】 【役割】情報資源提供者 |
| 問合せ先（識別情報）2 |
【組織名】東京理科大学 【役職名】 【個人名】 【電話番号】 【FAX番号】 【住所】 【E-mail】 【オンライン情報源】東京理科大学 【案内時間】 【問合せのための手引き】 【役割】情報資源提供者 |
| 問合せ先（識別情報）3 |
【組織名】太陽誘電（株） 【役職名】 【個人名】 【電話番号】 【FAX番号】 【住所】 【E-mail】 【オンライン情報源】太陽誘電（株） 【案内時間】 【問合せのための手引き】 【役割】情報資源提供者 |
| 問合せ先（識別情報）4 |
【組織名】フタバ産業（株） 【役職名】 【個人名】 【電話番号】 【FAX番号】 【住所】 【E-mail】 【オンライン情報源】フタバ産業（株） 【案内時間】 【問合せのための手引き】 【役割】情報資源提供者 |
| 分野 | 環境総合 |
| 種別 | ニュース・イベント:ニュース:国内ニュース |
| 場所 | アジア:日本 |
| キーワード | エッジデバイス、オフグリッド、固体酸化物形燃料電池、イットリア安定化ジルコニア、マイクロリアクター、金属支持型セル、多層断熱構造、カンチレバー構造、クリプトン置換、ヒータ出力10〜15W |
| 言語1 | 日本語 |
| 文字集合1 | utf8 |
| 主題分類 | 環境 |
| ファイル識別子 | 126246 |
|---|---|
| 言語 | 日本語 |
| 文字集合 | |
| 親識別子 | |
| 階層レベル | 非地理データ集合 |
| 階層レベル名 | 国内ニュース |
| 日付 | 2026/01/05 |
| メタデータ標準の名称 | JMP |
| メタデータ標準の版 | 2.0 |
| 国内ニュース | https://tenbou.nies.go.jp/news/jnews/detail.php?i=38567 |
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