電気化学の基礎から学ぶ水電解の基本と技術動向および課題

セミナー趣旨

  カーボンニュートラル社会の構築に向けて様々な施策が世界中で進んでいます。わが国では2024年10月に施行された「水素社会推進法」で定められた「低炭素水素等」において、水素の製造工程でのCO2排出量の大幅な低減が求められます。水素は、エネルギー媒体としてだけでなく、様々な産業を支える重要な基幹原材料でもあります。この様な状況の中で水素は、再生可能エネルギー由来のいわゆる「グリーン水素」として製造されていくことが求められます。
  本セミナーでは、「グリーン水素」を製造するための水電解技術について、低温形水電解法を中心に以下の事項についてできるだけ平易に解説していきます。
・水電解を理解するための電気化学の基礎
・水電解の全般的な基礎知識、研究開発動向と課題

受講対象・レベル

・水電解技術に関心のある方
・水電解分野での新たなビジネスを考えている方
・これから水電解関連業務に関わる予定で、基本から学びたい方
・既に水電解関連業務に関わっているが、基本から振り返りたい方

習得できる知識

・水電解を理解するための電気化学の基礎
・水電解の全般的な基礎知識
・水電解の研究開発動向

セミナープログラム

1．水電解を理解するための電気化学
 1-1. 電気化学の基礎の基礎（電気化学の理解に必要な化学の基本事項）
 1-2. エネルギーの変換
　(1) 化学エネルギーから電気エネルギーへの変換
　(2) 水素－酸素の反応系でのエネルギーの出入り
　(3) 化学反応が進む方向～エンタルピー、エントロピー、ギブズエネルギー
　(4) 電位と電子エネルギー
   (5) 水電解と燃料電池の稼働電圧のイメージ
 1-3. 水電解の進み方
 1-4. 電気化学測定の準備
　(1) 電極の電位を知るにはどうする？
　(2) 三電極式電解セル
　(3) 電気化学測定装置の構成と注意点
　(4) 水電解時の電位と電子の動き
　(5) 金属の電子伝導帯とフェルミレベル
　(6) 標準電極電位の表し方
　(7) ネルンストの式
　(8) 水素標準電極
　(9) 水の電位窓
　(10) 電位-pH図
　(11) 各種金属の標準電極電位
　(12) 水電解の酸素発生反応における電子移動
　(13) 酸素還元反応における電子移動
　(14) 水素－酸素発生電位のpH依存性
 1-5. 電気化学反応を支配する因子
　(1) 活性化エネルギー
　(2) 触媒の働き
　(3) 電流の表し方
　(4) 触媒活性と分極曲線
　(5) 電荷移動律速と物質移動律速
　(6) Butler-Volmerの式とTafelの式
 1-6. 基本的な電気化学測定法
 1-7. 電気化学的手法以外の電極触媒評価法
 1-8. 電気化学に関する教科書
2. 水電解の基本―各種水電解法の基本原理と研究開発動向―
 2-1. 各種水電解法の概要
 2-2. 水素製造電力原単位と電解効率
 2-3. 各種水電解法の基本
　(1) アルカリ水電解（AWE）
　 ① 概要
 　② 過電圧の要因
 　③ 隔膜（Zirfon™、イオン溶媒和膜等）
 　④ 電極
　 ⑤ 電解槽/システムメーカーに関するトピックス等
　(2) プロトン交換膜形水電解（PEMWE）
　 ① 概要
　 ② 過電圧の要因
　 ③ 電極触媒
　 ④ 拡散層（PTL：Porous Transport Layer）
　 ⑤ 膜
　 ⑥ 高圧運転時の課題と対応策
　 ⑦ 電解槽/システムメーカーに関するトピックス等
　(3) アニオン交換膜形水電解（AEMWE）
　 ① 概要
　 ② 過電圧の要因
　 ③ 電極触媒
　 ④ 膜
　 ⑤ 運転条件（電解液等）の課題
　 ⑥ 電解槽/システムメーカーに関するトピックス等
　(4) 固体酸化物形水電解（SOEC）
　 ① 概要
　 ② 電解槽/システムメーカーに関するトピックス等
3. 水電解の最近の研究開発動向
  3-1. 日本の動向（NEDOプロジェクト等）
  3-2. 米国の動向（DOEプロジェクト等）
  3-3. 欧州の動向（EUプロジェクト等）
4. 水電解の課題
  4-1. 水電解水素の現状と将来
  4-2. PEM形水電解の課題～貴金属の視点より
  4-3. PFAS規制の動向
  4-4. NEDO技術開発ロードマップ
  4-5. 水電解技術の今後の展望

＊途中、お昼休みや小休憩を挟みます。

■講演中のキーワード
水電解、水素、電極触媒、貴金属、チタン、膜

セミナー講師

 敬愛技術士事務所 所長　  森田 敬愛 氏
 技術士(化学部門)

■ご略歴
1991年3月　北海道大学大学院理学研究科化学専攻修士課程修了
1991年4月～1993年6月　株式会社ほくさん（現エア・ウォーター）
1993年7月～2005年3月　ジョンソン・マッセイ・ジャパン株式会社
燃料電池触媒開発室
（2000年1月～2001年6月　英国Johnson Matthey Technology Centre
2001年10月～2002年6月　米国Johnson Matthey（NJ）
2002年9月～2005年3月　ジョンソン・マッセイ・フュエルセルズ・ジャパンへ出向）
2005年5月～2014年3月　田中貴金属工業株式会社
（2005年5月～2007年9月　開発技術部燃料電池触媒プロジェクトG
2007年10月～2014年3月　湘南工場）、
2014年4月　敬愛技術士事務所設立　現在に至る
■ご専門および得意な分野・ご研究
燃料電池、水電解、電極触媒

セミナー受講料

【オンライン受講（見逃し視聴なし）】：1名 50,600円(税込（消費税10％）、資料付)
＊1社2名以上同時申込の場合、1名につき39,600円

【オンライン受講（見逃し視聴あり）】：1名 56,100円(税込（消費税10％）、資料付)
＊1社2名以上同時申込の場合、1名につき45,100円

＊学校法人割引：学生、教員のご参加は受講料50％割引。

受講について

• 配布資料は、印刷物を郵送で1部送付致します。お申込の際はお受け取り可能な住所をご記入ください。
  お申込みは4営業日前までを推奨します。
  それ以降でもお申込みはお受けしておりますが（開催1営業日前の12:00まで）、
  テキスト到着がセミナー後になる可能性がございます。
• 資料未達の場合などを除き、資料の再配布はご対応できかねますのでご了承ください。
• 受講にあたってこちらをご確認の上、お申し込みください。
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