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May 10, 2023

100kW水素燃料電池

Mirare a raggiungere sia la neutralità del carbonio che la sostenibilità

カーボンニュートラルと持続的な経済成長の両立を目指す

東京工業大学

画像：再生可能エネルギーを混合してカーボンニュートラルと経済性の両立を図る100kW水素燃料電池の設計・制御を最適化するプラットフォーム「100kW水素燃料電池 デジタルツイン」の写真。 水素・廃プラスチック水素。もっと見る

提供：東京工業大学 井原学教授

東工大InfoSyEnergy研究教育コンソーシアム、東工大エネルギー・情報アカデミー（コンソーシアム理事長兼アカデミー理事長井原学教授）、株式会社東芝、東芝エネルギーシステムズ株式会社など数社が共同でプラットフォームを開発中再生可能エネルギー水素と廃プラスチック水素を混合し、カーボンニュートラルと経済性の両立を図る100kW水素燃料電池の設計・制御を最適化する「100kW水素燃料電池 デジタルツイン」。 東工大環境エネルギーイノベーション棟（EEI）にプラットフォームを設置し、運用を開始した。

再生可能エネルギーにより生成される水素は、カーボンニュートラルへの貢献が期待されています。 しかし、水電解装置のコストが高いことや、電解装置のサイズが合わないことなどの理由から、導入が思うように進んでいないのが現状です。 そこで本システムは、カーボンニュートラル化に向けた技術としての水素導入のインセンティブを高めるため、EEI棟内の太陽電池からの電力を小容量の水電解装置に供給して水素を製造するシステムです。 また、廃プラスチックから生成した水素（廃プラスチックの熱分解、水蒸気改質、シフト反応、精製工程により生成：レゾナックホールディングス株式会社）を適切な割合で混合し、水素燃料電池に供給します。 燃料電池からの電力はEEI棟とキャンパスに供給され、廃熱はEEI棟の空調システム（セントラル冷暖房）に供給され、廃熱の高度利用が図られます。

カーボンニュートラルと持続的な経済成長の両立を目指し、再生可能エネルギー水素と廃プラスチック水素を世界で初めて混合して燃料電池に供給し、ビル空調システムに接続して電力を高度利用するシステムそして熱。 今後は、グローバル水素とローカル水素を適切に混合・最適化した都市型水素エネルギー利用モデルの確立を目指す。

このシステムは、東京工業大学大岡山キャンパスのピークカット制御を行うインテリジェントエネルギーシステム「Ene-Swallow®」と接続されています。 その詳細なリアルタイム運転データはデータベースに蓄積され、エネルギービッグデータとして産学の共同研究や教育に活用されます。 さらに、燃料電池に供給する再生可能エネルギー水素と廃プラスチック水素の混合比率をエネスワロー®からリアルタイムに制御できます。 将来的には、詳細なデータを取得することで、システムの装置容量の設計や制御が可能となります。 カーボンニュートラルかつ持続的な経済成長の実現を目指し、統合・連携可能なプラットフォームであるカーボンニュートラル・デジタルツイン（Ene-Swallow® Digital Twin）として、「カーボン」の研究開発の一環として、さらなる高度化・推進に取り組んでまいります。 JST-MIRAIプログラム「高度知能情報社会」ミッション領域（プログラムオフィサー：前田栄作）における「エネルギービッグデータを核としたニュートラルデジタルツイン」。

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東京工業大学について東京工業大学は、日本を代表する理工系大学として研究と高等教育の最前線に立っています。 東工大の研究者は、材料科学から生物学、コンピュータサイエンス、物理学に至るまで、幅広い分野で優れています。 1881 年に設立された東京工業大学は、年間 10,000 人以上の学部生と大学院生を受け入れており、彼らは科学のリーダーや業界で最も人気のあるエンジニアに成長します。 東工大コミュニティは、日本の哲学である「技術的創意工夫と革新」を意味する「ものづくり」を体現し、インパクトのある研究を通じて社会に貢献することを目指しています。https://www.titech.ac.jp/

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