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新たなレベルの水電解効率と拡張性を実現

ネットゼロ目標の達成には、グリーン水素の生産量を大幅に拡大する必要があります。しかし、水電解(WE)市場の運用環境には課題があります。

技術者たちは、パフォーマンス、安全性、耐久性を最適化する必要がありますが、このうち1つの要素を強化すると、他の要素が損なわれる可能性があり、これらの「トレードオフ」を解決する必要があります。

水電解装置用ゴア® PEM M275.80は、これら3つの要素すべてを同時に最適化することで、性能上の制約を打破します。

ゴアの高度なメンブレンは、新たなレベルの水電解効率と拡張性を実現し、均等化水素原価(LCOH)を削減します。

ゴアは30年以上にわたり、燃料電池用プロトン交換膜(PEM)の製造で市場をリードしてきました。

今日、ゴアは最先端の生産施設と供給能力で、マルチギガワット規模の水電解システムを即座に支援することができます。

特徴と利点
ゴアを選ぶ理由
特徴と利点

水電解装置用ゴアPEMの利点

大規模な水電解装置の商業化に必要なLCOHを達成するためには、水電解のOPEXを削減する必要があります。ゴアは高度な材料特性で技術のトレードオフに対処し、スタック効率を向上させるとともに、水素プラントの運転コストを削減し、水素製造におけるリスクを軽減します。

パフォーマンスの向上

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Increased performance chart

  • ゴアのPEM M275.80は、安全性と耐久性の要件を満たしながら、他社のPEMと比較してセルの電圧効率を最大5%向上させています。
  • これは、水素1kgの製造に要するエネルギー量の削減につながります。
  • より効率的なPEMは、より小型で軽量なスタックと、より高い水素生産量を可能にします。スペースに制約がある場合、小型のスタックであることが重要となります。
  • 電圧効率の向上により、同じエネルギー消費量でより多くの水素生産(またはより少ないエネルギー消費量で同じ水素生産H2出力)が可能になります。
安全性の向上

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PEM improved safety chart

  • ゴアの添加剤技術により、低い電流/電流密度域を含む、広い運転範囲にわたって酸素中の水素濃度を2%未満に抑えることができます。
  • 他社製PEMはこの閾値を満たさない可能性があり、その場合は安全上の理由から運転を停止する必要があります。
  • ゴアのPEMではその懸念がなく、水電解装置の運転を続けることができます。
  • 負荷サイクル後の動作範囲がより広いことで、酸素中の水素濃度を安全基準内に収めながらより長時間の稼働が可能になります。
より長いシステム寿命

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Graph showing the greater mechanical stability of Gore's PEM

  • ゴアの補強されたPEMは、無補強のPEM よりも機械的安定性が2倍以上高くなっています。
  • これにより、WEシステムの耐久性が向上し、連続運転時のメンテナンス間隔の延長が期待されます。
  • 機械的耐久性の向上により、WEシステム寿命の延長と保守負荷の低減が実現し、稼働時間の向上に貢献します。
ゴアを選ぶ理由

ゴア:材料科学企業

ゴアはその技術的専門知識により、最も要求が厳しい用途に対しても、それぞれの要件に応じたPEMを製造できます。

PEM水電解システム向けには、非常に薄く、高い安定性を備えたメンブレンを設計・開発し、効率的で耐久性に優れた、安全な水素製造を実現します。

ゴア独自のePTFE補強層


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Gore’s proprietary ePTFE-reinforced layer

薄く高い機械強度を持つePTFE補強層により、耐久性とパフォーマンスを向上

特殊なパーフルオロ化アイオノマー


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Unique perfluorinated ionomer

高プロトン伝導度により高い電圧効率とパフォーマンス向上を実現

高度な添加剤技術


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Advanced additive technology

化学的耐久性の向上と水素クロスオーバーの減少により耐久性と安全性を向上

Mineral green
Mineral green
Mineral green
/ウェビナー
超低劣化PEM電解テクノロジーによるグリーン水素の導入促進

拡張性の高いPEMテクノロジーでクリーンエネルギーへの移行を支援:ゴアが実現

Powering the Clean Energy Transition With Scalable PEM Technology: Gore is Designed to Deliver

PEMと他の電解技術の比較

長所短所技術成熟度(TRL)
  • OPEXが低い(効率性が高いため)
  • アプリケーションにおける「柔軟性」が高い:
    • (低電流密度を含む)多様な電力レベルで効果的に運用できるため、 断続的な再生可能エネルギー源に好適。
    • 低電流密度でもガス透過度が低いため、広範な動作範囲と連続的な水素製造が可能。
  • 設置面積が最小で済むため、システム全体の設計柔軟性が向上(オフショア用途)
  • 高い水素ガス純度
  • H2 出力がすでに加圧されているため、コンプレッサーの追加が不要
  • 貴金属触媒材料
TRL 8-9
(多くの産業用途でパフォーマンスが実証済み)

長所短所技術成熟度(TRL)
  • CAPEXが低い(材料が低コスト)
  • コールドスタートが遅い(PEMと比較)
  • 低い動的動作(低電流密度ではシャットダウンが必要)
  • 腐食性、液体電解質
  • H2出力は大気圧
TRL 9
(最も成熟、広く普及 + 拡張)

長所短所技術成熟度(TRL)
  • 電気効率が最高
  • 柔軟性が最低
  • 限定的な導入
  • 限られたスタック寿命
  • 非常に高温で動作(>750℃)
TRL 7-8
(高いTRL、市場におけるプロトタイプ用途)

長所短所技術成熟度(TRL)
  • 非常に高い柔軟性、小フットプリントで低いOPEXの効率に優れた技術
  • CAPEXが低い(貴金属触媒材料不要)
  • ALKよりもアルカリ性が低い
  • スタック寿命が短い、小規模な導入
TRL 5-7
(プロジェクト開発の初期段階)

ゴアPEM M275.80テクニカルデータ

物理的特性
厚さ1 [µm]80
条長方向の引張強度1 [MPa]55
幅方向の引張強度1 [MPa]55
プロトン抵抗2 [mOhcm2]57
水素透過性3 [mA/cm2/MPa]7
ロール仕様
標準ロール幅 [mm]320, 400, 580
長さ [m]100
製品向きロール状の製品は、メンブレンのアノード側が外側の状態で出荷されます

1 各種数値は、23℃、相対湿度(RH)50%に設定したメンブレンで測定。
2 プロトン抵抗値は高周波抵抗法により測定。メンブレンのインピーダンスは、虚部インピーダンスをゼロで測定。
3 水素透過性はサイクリックボルタンメトリー(CV)法で測定。

品質保証
製品に対する不良品の目視検査100% 自動化
クリーンルーム規格 ISO 14644-1クラス7(クラス10,000)

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本製品は、一般工業用途に限定してご使用ください。

食品、医薬品、化粧品、医療機器の製造、処理、または包装作業にはご利用いただけません。