利用氫和氧反應生成電力的固態氧化物燃料電池（SOFC）的逆反應，從剩餘電力或綠色電力中製造出氫氣的固體氧化物電化電池（SOEC）技術正備受關注。日本東北大學研究生院工學研究科和環境科學研究科於7月10日設立了SOFC/SOEC實用化支援研究中心。該中心是由多個行業的企業和東北大學SOFC/SOEC相關的研究團隊組成的共創平台，除了傳統的一對一型產學合作研究外，還將選出製造、測量技術、社會接受性等社會實用化時所必須面對的共通技術課題，並推進旨在解決這些課題的開放科學型研究專案。
圖1 SOFC/SOEC社會實用化相關的研究課題示例（從左到右依次爲按鈕型SOEC外觀、SOEC截面照片、特性評價裝置）（供圖：東北大學）
目前，日本正在推進在福島縣浪江町運行的FH2R等利用電力制氫技術的實證試驗，但需要進一步進行降低成本、提高效率等方面的研發。因此，作爲突破傳統利用水溶液或聚合物作爲電解質的電解技術的侷限，從水或二氧化碳中高效率地獲得氫氣或綠色燃料的革新性電解技術，固體氧化物電化電池（SOEC）正備受關注。
SOEC採用了作爲已經部分實用化爲「Ene-Farm Type S」的固態氧化物燃料電池（SOFC）的逆反應，爲實施碳中和社會，全球都在競相開發。例如，美國2021年也開始推進了SOEC相關的Hydrogen Shot 111專案。由於SOEC可以有效地利用熱能，所以電解所需的電力比現有的室溫附近運行的系統更少，效率更優異，研究人員在研究開發中，提出了以每平方釐米1.5安培的電流密度達到98%的效率等性能目標。此外，還可以在一個系統中進行電解（SOEC）和發電（SOFC）操作，以及與二氧化碳的同時電解。
但是，SOEC在材料、設備、系統、運行等各方面都存在許多與SOFC不同的獨有課題，要實施社會實用化，就需要透過產學合作抽取和共用課題，透過合作來解決這些問題。
因此，此次作爲與多行業企業的共創平台，設立了部門間聯合研究中心SOFC/SOEC實用化支援研究中心（中心主任爲川田達也：研究生院環境科學研究科長、中心副主任爲高村仁：工學研究科副研究科長）。該中心將透過結合工學研究科的材料開發和程序、設備化技術，以及環境科學研究科的分散能源學和能源價值學、經濟學等兩個部門的優勢，選出在製造、測量技術、社會接受性等社會實用化中所必需的共通技術問題，戰略性地推進研究專案。在產學合作方面，除了傳統的一對一型的合作研究外，還將透過多行業企業參與的開放科學型合作，在該平台上對共通的技術課題、跨行業課題以及社會結構性課題進行概括和資訊共用，透過產學共創研究促進SOFC/SOEC的開發。參與、合作的企業方面，預計涉及材料、陶瓷、系統、公用事業、測量儀器等領域。此外，還將與綠色未來創造機構、能源價值學創生研究推進基地等進行合作，以及推進建立與國内外的大學、研究機構、相關團體等的關係網，旨在形成一個引領SOFC/SOEC社會實用化的國際性研究基地。
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
