TNO

TNO – 画期的な電解槽の開発: 必要なイリジウムの量は 200 分の 1 です。

太陽と風力からの電気を使用して電気分解によって生成されるグリーン水素は、エネルギー転換において重要な役割を果たします。 イリジウムは、現在、一般的に使用されている陽子交換膜 (PEM) 技術を使用する電解槽に不可欠な希少材料です。

TNO の研究者は、現行世代の電解槽の 25% ～ 46% の性能がすでに達成されている、イリジウムの使用量を 200 分の 1 に減らす方法を初めて開発しました。 この方法については特許出願されている。

レナルト・ファン・デル・バーグ、TNOの専門家は次のように述べています。

2020 年の 300 メガワットから 2030 年の数十ギガワットへのグリーン水素の増加には裏返しがあります。

「これは、建設が必要となる電解槽用の希少イリジウムの需要が比例して増大していることを意味しています。」

以前の TNO 研究では、希少資源、特にイリジウムとプラチナの入手可能性が極めて限られているために、電気分解のスケールアップが妨げられる可能性があることが明らかになりました。 10 年後には、イリジウムの需要はその入手可能量を大幅に超えるでしょう。 さらに、我々はその配送を一部の国に依存しており、それにはあらゆるリスクが伴います。」

技術の進歩

現在の電解槽の平均性能の 3 分の 1 をすでに達成しながら、必要なイリジウムを 200 分の 1 に削減しているという事実は、技術的な進歩です」と Van der Burg 氏は言います。 電気分解を専門とするペッテンのファラデー研究所の TNO 研究者は、アイントホーフェンのホルスト センターの同僚と協力しました。

TNO は以前、ここで空間原子層堆積 (sALD) 技術を開発しました。これは、機能性材料の非常に薄い層を広い表面積に適用する方法です。 この技術は、次世代のテレビ、タブレット、スマートフォンのディスプレイを誕生させることを目的としていました。 研究チームは現在、この技術を電解槽にも適用できるようにした。

「現在の電解槽の平均性能の 3 分の 1 をすでに達成しながら、必要なイリジウムを 200 分の 1 に削減しているという事実は、技術的な進歩です。」とプログラムおよびビジネス開発者 TNO のレナート・ファン・デル・バーグ氏は述べています。

実証された安定性

TNO は過去 2 年間、sALD テクノロジーの実験に費やしてきました。 研究者らは、現在慣例となっている膜ではなく、チタンの多孔質輸送層上に触媒材料としてイリジウムの極薄層を塗布した。

新しいメソッドの機能と安定性は、さまざまな実験室テストの後に証明されています。 初期ストレステストの後、劣化はほとんど、またはまったく発生しませんでした。 さらに、電解槽の膜にはイリジウムが含まれていないため、リサイクルや再利用が容易になります。

スケールアップが必要

TNO は、主要な産業パートナーのグループと協力して、Voltachem プログラム内で、この有望なテクノロジーを研究室から実践に移すことに取り組んでいます。 このためには、メソッドをパイロット規模にスケールアップして、実際の条件下で機能することを実証する必要があります。

「私たちはまだそこに到達していない」とファン・デル・バーグ氏は警告する。 「私たちはこのテクノロジーが実験室で機能することを示しましたが、その寿命、効率、そして大規模生産能力を向上させるために開発を続ける必要があります。 以前、TNO と他のいくつかのヨーロッパの知識機関は、大規模なパイロットプロジェクトを実施する際に、希少な材料の使用に関する要求を設定するようすでに要求していました。」

「2030年にはこの技術を大規模に適用できるはずです。今年、ヨーロッパの電気分解設備容量の目標は40GWに設定されていますが、これにより、希少材料の使用量がさらに少なくなることが期待されています。」

読むHydrogen Central での水素市場を形成する最新ニュース

画期的な電解槽の開発: 必要なイリジウムの量は 200 分の 1 に減少、2022 年 10 月 24 日