RIKENの研究者は金曜、兵庫県のSPring-8施設を用い、沿岸電解で高コストとなる高温工程を要さず常温常圧で海水から水素を放出するニッケル・モリブデン触媒の放射光画像を公表した。研究はまだ商用プラントを描いていないが、NEDO資金の水素ハブが港近くの候補地を探る中、日本の鉄鋼・化学メーカーに新たな材料ターゲットを与える。

ビームラインの結果

チームはSPring-8のBL44B2ビームラインで触媒試料に高エネルギーX線を照射し、海水曝露中の原子スケールの格子変化を捉えた。従来の加圧容器を要した実験と異なり、装置は濾過した海水塩分で常圧稼働し、実港条件に近づいた。画像はモリブデンサイトがニッケルを塩化物腐食から安定化する様を示し、それは以前の海水電解装置を停滞させた故障モードだ。

RIKENの持続可能資源科学センターの共著ラボは画像化と質量分析を組み合わせ、ベンチ装置での水素発生速度を確認したが、まだ工業スループットではない。

海水が重要な理由

日本は化石原料の多くを輸入する。国内グリーン水素戦略は沿岸再生可能エネルギーと電解の組み合わせを重視する。淡水不足が外洋取水を魅力的にするが、塩は触媒を毒する。濾過海水に耐える常圧経路は、大型加圧装置を省きプラント面積を縮小し得る。

水素富化直接還元炉を試す鉄鋼メーカーは、原料純度が高炉経済を変えるため触媒科学を注視している。

エネルギー収支

研究は電力のネットゼロ使用を主張していない。研究者は風力連系グリッドではなく実験室電源に対する効率を測定した。査読者は淡水を用いる従来のPEM電解槽とのライフサイクル比較を求めた。RIKENは福島沿岸試験場のソーラー・マイクログリッドに接続した追試を計画している。

効率ギャップが残れば、触媒は淡水化が高コストな沖上プラットフォームや島嶼グリッドなどニッチ用途に役立ち得る。

産業の関心

NEDOコンソーシアム加盟の2つの商社が機密下でビームライン読み出しに出席した。岩谷産業と地域電力は水素輸入ターミナルを発表している。海水を使う国内生産は輸送依存を減らし得る。今週RIKENチームとのMOUは署名されなかった。

沖縄の大学グループは光触媒海水分解に取り組む。放射光画像化はRIKENに特性評価の優位を与えるが、必ずしも生産独占ではない。

政策と安全

沿岸水素プロジェクトは取水口とブライン排出の環境影響審査に直面する。常圧ラボは高圧パイロットより安全を単純化するが、スケールアップは人口密集港近くの水素ベントの危険性研究を依然要る。経産省水素ロードマップは2030年商用目標に言及する。材料ブレークスルーは1日トン級プラントに翻訳されなければ意味が薄い。

RIKENは来四半期、オープンサイエンス規則の下で学術協力者とビームタイム提案を共有する。

次に来るもの

技術者は触媒をメッシュ電極にコーティングし1000時間耐久試験を行う。成功は造船所との浮体式電解バージ討議を引き起こす。失敗はSPring-8スナップショットに導かれた合金配合へ研究者を戻す。

日本の水素野心にとって、見出しはまだ工場ではない——塩水に十分長く耐えた原子の写真だ。