目次
はじめに
アスタミューゼ社のご紹介
弊社は世界の無形資産・イノベーションを可視化し 社会課題解決と未来創造を実現する、データ・アルゴリズム企業であり、
イノベーション投資の流入に加え、イノベーターの流れを機械的に分析し、データに基づいた成⻑領域を定義している。
R&D/知財戦略構築分析レポートのご紹介
アスタミューゼでは今芽吹きつつある黎明期の技術シーズや今後 10 年から 20 年 のスパンで大きく開花すると期待される初動段階の技術市場に重点を置きつつ、生活文化の中に根 付く技術にも光を当て、総じて未来を創る技術分類の網羅に取り組んできた。
このために、国内第一線の知を結集して全世界の論文・特許、国内外の国際会議やシンポジウム、展示会等の情報並びに独自ネットワークによる口コミ情報を活用し、136 の有望成長市場と、40 の 未来技術を選んだ。主にビジネス視点で策定された有望成長 136 市場を対象にしており、本レポートは、『燃料電池・水素吸蔵材料』のR&D/知財戦略構築に特化した内容となっている。
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タイトル | 燃料電池・水素吸蔵材料 R&D/知財戦略構築分析レポート |
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| レポート 体裁 |
PDF 日本語 | |
| 発行元 | アスタミューゼ株式会社 |
事業会社に向けては、イノベーションに関わる経営課題を中心に戦略構築支援/実行支援を実施しており、
・自社の既存事業の優位性がいつまで続くかわからない
・既存事業の成長が踊り場にきているので、使っている技術 を別で活かせる可能性を探りたい
・既に着手している研究開発を続けるべきどうか、もしくは 自社開発ではない方法があるかを含めて検討したい
といった企業のよくあるお悩みを解決している。
研究開発のための概要および現状把握
資源の乏しい日本において、エネルギー供給の安定化と効率化は喫緊の課題であるが、同時に地球温暖化や地域環境保全も重要な問題である。
水素は燃焼時に二酸化炭素を排出せず、発電過程でも窒素酸化物や硫黄酸化物など大気汚染物質も排出しないため、クリーンで高効率なエネルギー源として有望視されている。また、多様なエネルギー源から製造可能なため、エネルギーセキュリティの向上にもつながることから、水素エネルギー社会の実現が望まれている。そのための中核技術と位置付けられているのが、燃料電池技術と水素技術である。
課題・問題点とその解決事例
燃料電池(Fuel Cell, FC)は、燃料と酸化剤を外部から供給し反応させて電気を取り出すものであり、 酸素との化学反応を用いることから燃料電池と呼ばれている。燃料電池の原理発見は古く、19 世紀前半には現在の燃料電池の原型が発明されている。その後、20 世紀に入ると、アポロ計画やスペースシャトルに採用され、その後は民間転用されて、現在では家庭用燃料電池の普及や燃料電池自動車 (Fuel Cell Vehicle, FCV)の導入に至っている。
燃料電池の基本構成は、燃料極と電解質、空気極から構成されるが、電解質の種類により、固体高分子形(PEFC)、リン酸形(PAFC)、溶融炭酸塩形(PEFC)、固体酸化物形(SOFC)に分かれるほか、燃料の種類の違いにより直接メタノール形(DMFC)もある。大部分を占める PEFC は、70-80℃の低温で作動し、迅速な機動性等の操作性と小型軽量性から住宅や自動車に用いられている一方、SOFC は 700-1000℃の高温で作動し、40％以上の高い発電効率が得られることから、事業用複合発電システムへの適用が期待されるなど、それぞれのタイプの特性に合わせた用途が検討されている。
また、もうひとつの中核技術である水素技術は、具体的には製造・輸送・供給・貯蔵に分かれるが、 中でも水素貯蔵技術は、FCV への水素車載のために不可欠であり、そこに使われるのが水素吸蔵材料である。水素吸蔵材料には、水素吸蔵合金と非金属系(軽元素系)水素貯蔵材料がある。水素吸蔵・ 放出の原理は、前者では、粉末状の金属・合金と水素の反応による金属水素化合物(メタルハイドライト)生成であるのに対して、後者では、錯イオンとアルカリ金属やアルカリ土類金属によるイオン 結晶の形成による。水素の吸蔵量を表す質量水素密度は、前者が 1-3mass%であるのに対して、後者 では 4-20mass%と大きく、コンパクト化や軽量化を図ることが可能であるものの、後者の水素吸蔵・ 放出速度は遅く、反応温度が高いなど実用的な基準を満たしていない。このため、軽元素を含む種々 のナノ複合材料による高性能水素吸蔵材料の開発が試みられている。
要素技術の定義とそのランドスケープ
燃料電池・水素吸蔵材料の要素技術としては、下記のようなものが例としてあげられる。
- 固体高分子形燃料電池 (PEFC)
- りん酸形燃料電池 (PAFC)
- 溶融炭酸塩形燃料電池 (MCFC)
- 固体酸化物形燃料電池 (SOFC)
- アルカリ電解質形燃料電池 (AFC)
- 直接形燃料電池(DFC)
- 微生物燃料電池（microbial fuel cell MFC）
- 酵素型バイオ燃料電池
- 水素吸蔵合金
- LaNi5
- TiMn1.5
- TiCrV
- Mg2Ni
- 車載水素吸蔵合金タンク
- 高圧水素貯蔵タンク
- ハイブリッド貯蔵タンク（高圧+MH）
アスタミューゼ社の『R&D/知財戦略構築向け分析』レポートでは、燃料電池・水素吸蔵材料の基礎となる技術を川上とし、応用技術を川下とした要素技術のランドスケープと、用途・目的ごとに一覧化した詳細技術分類を提供している。
特許・論文・レポートとベンチャー・研究投資の世界動向
アスタミューゼ社では、世界中の無形資産/非財務・イノベーションを可視化するために 機械と人力で様々な情報を収集・統合し、世界最大級のデータベースを構築している。そのデータベースにおける燃料電池・水素吸蔵材料の2010 年から 2019 年の 10 年間における世界のグラントの資金流入額は総額 $540M である。
本レポートでは、
・主な技術・製品・サービスと2030年の市場規模予測
・特許出願件数推移/特許出願国別構成
・世界のスタートアップ設立社数と被投資額の累計/推移
・研究投資の国別動向: グラント採択数と総配分額ランキング
・研究投資の国別動向: 世界/日本のグラント配分額上位25テーマ
を提供している。
最新の技術開発具体例
本レポートでは、燃料電池・水素吸蔵材料において、押さえておくべき最新の技術開発事例を多数紹介している。
技術で収益化/事業貢献するために参考にすべきビジネスモデル
ベンチャービジネスの例としては、 燃料電池やバッテリー材料を含むエネルギー貯蔵/クリーンエネルギー材料技術を提供している INTEMATIX や、 水素ステーションを展開するとともに、水素燃料電池自動車を提供している HTEC Hydrogen Technology & Energy があげられる。
本レポートでは、燃料電池・水素吸蔵材料分野において、技術で収益化/事業貢献するために参考にすべきビジネスモデルを
・世界のベンチャー/スタートアップの設立社数と合計被投資額
・資金調達額上位30社の企業名/企業概要/資金調達額
とともに詳細に記載している。
共同研究/開発パートナーとなる企業・大学
アスタミューゼ社では、アメリカ・中国などの海外を含めた世界中のメーカー/ベンチャー/大学の情報を収集・統合しており、燃料電池・水素吸蔵材料においては、
・Hyundai Motor Company
・日本ガイシ株式会社
・トヨタ自動車株式会社
・KIA Corporation
・本田技研工業株式会社
・Dalian Polytechnic University（大連工業大学）
・日産自動車株式会社
・LG Chem Ltd.
・Korea Institute of Science & Technology Information
・The French Alternative Energies and Atomic Energy Commission (CEA)
などが例としてあげられる。
本レポートでは、燃料電池・水素吸蔵材料分野において、現時点で保有する技術が総合的に優位な企業を各種特許指標から評価し、ランキング形式でリスト化して提供している。
おわりに
本レポートの目次
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| タイトル | 燃料電池・水素吸蔵材料 R&D/知財戦略構築分析レポート |
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| レポート 体裁 |
PDF 日本語 | |
| 発行元 | アスタミューゼ株式会社 | |
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