凸版印刷、水素エネルギー市場へ電極部材の生産で参入

　凸版印刷株式会社（本社：東京都文京区、代表取締役社長：麿 秀晴、以下 凸版印刷）は、水素エネルギー市場への参入に向け、世界初となる独自の製造方式による、触媒層付き電解質膜（Catalyst Coated Membrane、CCM）/膜電極接合体（Membrane Electrode Assembly、MEA）の生産設備を高知工場（高知県南国市）に導入しました。これにより、高性能・高品質なCCM/MEAの量産が可能となり、8月より販売を開始します。
　CCM/MEAとは、水素を製造する水電解装置、水素の貯蔵や運搬に関わる電解槽、そして水素を利用する燃料電池において、中核となる重要な部材であり、来たる水素社会の実現には不可欠なエネルギー変換デバイスです。
　本設備は、凸版印刷がこれまで大型カラーフィルタの製造で培ってきた大サイズ均一塗工技術や、枚葉基板搬送技術などの製造技術を活用し、CCM/MEAを枚葉式で量産することができます。
　凸版印刷は今後、水素を「つくる」「ためる・はこぶ」「つかう」の全領域にCCM/MEAを展開することで水素社会を実現し、カーボンニュートラルへ貢献します。

開発の背景

　2050年のカーボンニュートラル達成に向け、世界の国と地域では数値目標を掲げて政策を推進しています。日本においても、再生可能エネルギーの活用、水素社会実現に向けた取り組み、カーボンリサイクル技術の開発など、各種施策を進めています。特に水素は、地球上に豊富に存在する「水」から生成可能で、CO₂を排出しないエネルギー源であり、その活用への期待が高まっています。
　水素の社会実装において、CCM/MEAは重要な部材であり、高いエネルギー変換効率と耐久性、市場への安定供給が求められています。
　このような課題を解決するため、凸版印刷は2004年からCCM/MEAの研究開発に取り組んでいます。今般、大型カラーフィルタの製造で培った塗工技術や搬送技術などの活用により、高性能・高品質なCCM/MEAを枚葉式で量産する体制を構築し、8月より販売を開始します。

本設備および、本設備で製造したCCM/MEAの特長

・世界初、独自の製造方式により、高出力CCM/MEAの量産が可能
　本設備には、世界で初めてとなる製造方式として、枚葉式両面ダイレクトコーティングを採用しました。電解質膜の両面に触媒インクを直接塗工し、CCM/MEAを枚葉式で形成することにより量産が可能です。枚葉サイズは600mm×800mmで、最大6万枚／年を製造することができます。これは車やドローンなどの移動体用燃料電池向けCCM/MEAに換算すると約60万枚／年に相当します。また、枚葉のCCM/MEAを繋げることで、ロール形態での提供も可能です。

 ・ダイレクトコーティングで作製したCCM/MEAはエネルギー変換効率を向上させることが可能
　ダイレクトコーティングで作製したCCM/MEAは、電解質膜と触媒層間の密着性が高いため、水素を「つくる」「ためる・はこぶ」「つかう」の反応時の電気抵抗が低減し、エネルギー変換効率を向上させることができます。

・独自の添加材により、CCM/MEAの耐久性を向上
　独自の添加材を加えることで触媒層の空隙率を制御し、水素を「つかう」際に生成される水の排出性を調整します。水の滞留は触媒層中のカーボンや触媒金属の劣化要因であり、排出を促進することでCCM/MEAの耐久性が向上します。燃料電池自動車の場合、走行によって生じる電極劣化を抑制し、総走行距離が延長します。

・CCM/MEAのカスタマイズが可能
　独自の添加材をはじめ、触媒層の材料設計を最適化することで、各ユーザーにカスタマイズしたCCM/MEAを提供することができます。燃料電池用の基本ラインナップとして、4種類のCCM/MEAを設定しており、更にユーザー毎の要求に応じたカスタマイズが可能です。

・独自のトレーサビリティシステムにより、高品質CCM/MEAの量産が可能
　カラーフィルタ事業等で培ってきた精密電子部品の製造・品質管理に関わる知見・ノウハウを活用し、品質管理システムを構築しました。CCM/MEA製造に関する、すべての材料情報や製造履歴、検査結果などのデータを保存、個別に追跡し、厳密に品質を管理することが可能です。また、これらの集積データの解析、および解析結果に基づくプロセス改善（フィードフォワード）の「完全自動化」に向けた開発も進めています。
　なお、本設備を導入した高知工場では、自動車向けTFT液晶ディスプレイにてIATF16949（※1）認証を取得しており、製造工程の品質管理を徹底しています。

今後の目標

　凸版印刷は今後、事業成長とともに設備のサイズアップと増強を図り、水素を「つくる」「ためる・はこぶ」「つかう」の全領域にCCM/MEAを展開します。市場へCCM/MEAを安定供給する役割を担い、水素社会の実現に貢献するとともに、事業の拡大を図り2028年に100億円の売り上げを目指します。

以　上