HORIBAは、燃料電池の領域で研究開発・検証に役立つ分析技術を駆使し、燃料電池材料(電解質膜・触媒インク・セパレータなど)のナノレベルの分析からセル・スタックの性能評価まで、幅広い分析・計測ソリューションを提供します。

燃料電池バナー
燃料電池の触媒や電解質、セパレータなどの材料の物性を、さまざまな手法で評価 セルからスタック、フルスタックまで、幅広い燃料電池の発電性能を評価 ガス・水の同時分析も バッテリ・燃料電池やモータなどのコンポーネントからパワートレイン、完成車両まで評価システムを提供 電動車両で重要なバッテリマネジメントシステムの開発支援や、サーマルマネジメントなど

燃料電池材料評価


触媒インク原液の粒子径測定


触媒インク原液の粒子径分布の設計は、触媒の性能・品質に大きな影響を与えます。 Partica LA-960V2の高濃度セルユニットは、インク原液を希釈せずに、もしくは最小限の希釈率で粒子径分布を評価でき、生産工程におけるMEA乾燥後の状態を、インク原液の状態から推定できます。
データご提供:東京工業大学 平井・笹部研究室、FC-Cubic
レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置(粒度分布) LA-960V2 高濃度測定用セル

Partica LA-960V2の高濃度セルユニット

  • 従来、試料を希釈することで調整していた透過率を光路長で調整するため、高濃度のサンプルでも最小限の希釈率で粒子径分布を測定できます
  • お客様の試料の粘度に応じたセルを準備できます


電解質膜クエンチャー分布評価 / 燃料電池セパレータ上の金属異物分析


燃料電池材料中のFeなどの金属が溶出し、金属イオンが電解質膜に混入すると、ラジカル生成が加速され電解質膜の劣化が進行してしまいます。 このため、電解質膜にはラジカル生成を抑制するラジカルクエンチャー(Ceなど)が添加されますが、クエンチャーが膜内を移動して耐久性にむらが生じないよう、均一に固定する必要があります。


セパレータ上の異物は電解質劣化の原因になる可能性があり、品質管理において、金属異物の検出と元素組成の解析が求められています。
微小部X線分析装置 XGT-9000製品ページへ

微小部X線分析装置 XGT-9000

  • ラジカルクエンチャー(Ce)の面方向の分布をマッピングできます
  • 数十μmの空間分解能を実現します
  • 画像処理による強調表示も可能です
  • 試料室のカスタマイズで、大型試料にも対応します


セパレータ上の炭素膜分析


セパレータは、その導電性の向上また鉄原子の溶出防止などの観点で、一般的に表面には炭素皮膜がコーティングされていますが、 より良い発電性能を得るために様々な研究開発が行われています。 HORIBAでは以下のようにセパレータ上の炭素皮膜を評価する手法を数多く取り揃えています。

■ 炭素結合状態の観察
セパレータは、その導電性の向上また鉄原子の溶出防止などの観点で、表面に炭素皮膜がコーティングされている場合があります。
DLC:Diamond Like Carbon

ラマンイメージング装置 LabRAM Soleil

  • 炭素の結合状態を観察することで、結晶性を評価できます
  • 結晶性の高いG-BandのピークとD-Bandのピークの比を見ることで、炭素皮膜の結晶性を評価することができます


■ DLC膜の分類評価
、非破壊・非接触で光学定数と膜厚を求めることで、DLC 膜を分類
分光エリプソメーター UVISEL Plus

分光エリプソメータ UVISEL Plus

  • 非破壊・非接触で光学定数と膜厚を求めることで、DLC膜の分類評価に活用することが可能です


■ 深さ方向の元素分析
セパレータ上炭素の表面からの深さ方向の分布を分析するにはマーカス型高周波グロー放電発光表面分析装置GD-Profiler2が最適です。 炭素は鉄に固溶しやすくSOFCのように高温で動作させる際には、その固溶度合いを確認することも重要です。
マーカス型高周波グロー放電発光表面分析装置(GDS) GD-Profiler2

グロー放電発光表面分析装置(GD-OES)GD-Profiler2

  • 表面からスパッタリングし、短時間で軽元素である炭素の深さ方向の分布を評価することができます


炭素の皮膜量についてはセパレータ金属中の炭素と区別して分析する必要があるため、昇温しながら炭素量を定量できる炭素・硫黄分析装置EMIA-Stepが有効です。
新型 材料中炭素・硫黄分析装置 EMIA-Step製品ページへ

材料中炭素・硫黄分析装置EMIA-Step

  • 昇温しながら分析することで、
    ①表面炭素皮膜のピーク(150ppm)
    ②セパレータ中炭素のピーク(98ppm)
    を区別することができます


合金・めっき中の水素濃度分析


PEFCのセパレータなどに金属部材が使用されていますが、耐水素脆化性能の向上を目指した研究が進められています。 この中で表面からの水素の分布状態を観察することが重要ですが、従来法のRBS(ラザフォード後方散乱分光法)などでは最表面の水素量のみしか分析できません。 酸素・窒素・水素分析装置EMGA-930では数分でバルク表面、内部それぞれの水素量をppmオーダで定量することができます。
高い再現性かつppmオーダの分析が可能です。
EMGA-930

酸素・窒素・水素分析装置 EMGA-930

  • 昇温分析機能により、めっき表面とめっき内部の水素を切り分けて分析でき、拡散性水素と全量水素の分析を1台で実現できます

燃料電池評価


燃料電池・水電解セル評価装置


固体高分子形燃料電池(PEFC)、固体酸化物形燃料電池(SOFC)のセル、スタック、システム向けの評価装置です。また、水電解セルの評価も可能です。 性能・耐久性評価に加え、燃料電池から排出されるガスや水の同時分析が可能です。

ガス・水同時分析 組み合わせ例

●Total Sulfur計
:劣化時に排出される硫黄ガスを測定
●CO, CO2, O2, NOx, THC計
:劣化時に排出されるCO2などを測定
●pH、導電率、TOC計
:排水のpH、導電率などを測定

電動パワートレイン・車両評価


電動パワートレイン・車両評価システム


HORIBAは燃料電池・バッテリの分析・計測に加え、モータやインバータ、エンジン・車両のための分析・計測技術を備えています。 これらの技術を組み合わせ、コンポーネントから完成車両まで、幅広いソリューションを提供します。

当社の自動車計測研究開発・生産拠点「HORIBA BIWAKO E-HARBOR」(滋賀県)に、自動車計測ソリューションを「見て」「使って」効果を「体感」いただけるテスト センター「E-LAB」がございます。

CELL 0は燃料電池・バッテリ試験室、
CELL 1はパワートレイン試験室、
CELL 2はエンジン試験室、
CELL 3は完成車両試験室となっています。

HORIBAは、各CELLの燃料電池、バッテリ、モータ、パワートレイン、エンジン、車両の実機やモデル、評価装置を自由に接続し、実使用環境を再現した状態でのコンポーネントや車両システムの評価を行う、“Test in the LoopTM*”をご提案します。 これにより、車両開発・設計段階でのコンポーネントやシステムの確度の高い性能検証や、システムの最適化を可能とします。



* Test in the Loopは、(株)堀場製作所の商標または登録商標です。
電動車両評価手法 Test in the Loop TM

電動車両エンジニアリング


エネルギー効率向上のための統合的な開発支援



サーマルマネジメント開発支援


従来の内燃機関車両では、エンジンからの熱を回収し、暖房の熱を供給するなど、熱エネルギーを回収することでシステム全体のエネルギー効率を向上させています。

一方、排熱が少ない電動車両(ハイブリッド車・プラグインハイブリッド車・電気自動車・燃料電池車)では、エネルギー効率を最大化するために、限られた排熱を何に利用するかが重要です。

HORIBA MIRAは、車両・パワートレインなどシステム全体のサーマルマネジメントの設計・開発・試作・評価まで支援します。

サーマルマネジメント開発支援

バッテリマネジメントシステム開発支援


バッテリシステムの設計・開発・試作・試験において、豊富な専門知識や経験を活かしたソリューションを提供します。

高電圧バッテリシステムにおいて、バッテリマネジメントシステム(BMS)は、セル性能および寿命を最適化するために最も重要なサブシステムです。独自のセル評価プロセスに基づいたBMS最適化設計を提供します。

HORIBA MIRAの試験設備では高電圧バッテリシステムの開発に必要なすべての試験が可能です。


バッテリマネジメントシステム開発支援


アプリケーションノートダウンロード


エネルギー材料分析・評価のトータルソリューション

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太陽電池