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1 PEFC PEFC

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4 3) FC LHV55HHV 25 1) 1.3kWL 5, ,000 kw 30L 83LHV92HHV 25 2) 1,000 kw 5,000 kw 60LHV51HHV 48LHV45HHV 500k 5kg ,000 kw 87HHV 20,000 kw 40HHV 80HHV 150LkW 40,000 4) kw 3~ ) 2) = 3) tank to wheel 2 4) ,

5 4-1-2 NEDO NEDO NEDO NEDO PEFC NEDO 2008NEDO 193

6 4-1-2 PEFC NEDO 2008NEDO NEDO 2008NEDO 194

7 4-1-4 NEDO 2008NEDO NEDO 2008NEDO 195

8 4-1-3 FCV FCV NEDO LHV kW /kw /kw 56 /kw 1 /kw 4000 /kw km 500km km 700km 35kg 5kg 57kg 7kg /Nm3 80 /Nm3 ( 8040 /Nm3) 40 /Nm NEDO FCVNEDO DOE FCV DOE W/L W/kg $/kw < MJ (+) 20 MJ N/A ,000 5,000 5, DOE/EEREHydrogen, Fuel Cells & Infrastructure Technologies Program Multi-Year Research, Development and Demonstration Plan Planned program activities for

9 4-1-4 FCV NEDO FCV FCV FCV NEDO FCV 2015 MEA JHFC km FCV 50 ( 04) 56%( 07) 61%( 08) km MEA NEDO %LHV 5, km /kw JARI 1015km FCHV FCX 70MPa k 700km FCX2006 LA 4km JARI FCDIC 197

10 /kw FC-EXPO2009 FC FC DOE AMRM TIAX 50 / FCV 2007 JHFC 198

11 4-1-5 NEDO NEDO 70MPa JHFC2 LPG 35MPaJHFC2 JHFC2 NEDO Nm Nm MPa 35MPa 300m 3 /h 1,190 1,600 /kg /m /L A 54.3 /m 3 FCV 1015mode11.7km/L FCV 100km/kg-H JHFC JHFC 199

12 FCV 70MPa Well-to-Tank 70MPa 200

13 FC PEFC V 300V MEA 201

14 NEDO ,000 kw DOE FC 50 FC 2005 $110kW 2015 $30kW FC-Cubic $1015/kW JARIFCV 202

15 4-2-3 FC FC 5, km

16 4-2-1 FC MEA GDL 15 4 FCCJ MEA FCV Honda FC JARIFCV 204

17 PEFC GORE-SELECT DuPont W.L.GORE DMFC FCV FC 205

18 Pt, PTFE PTFE Gore-Select 1540m 206

19 19 / FC 80 FC FC FC kgcm 2 FC NEDO FCCJ %100 20% 0.1s/cm 2 PEMEAS BASF PBI Celtec-P 2007 JARIFCV 2007 JARIFCV 207

20 VW VW km6 49km km100km VW PEMEAS 120 PBI HT-VW MEA NPC MEA NPC 5 MEA MEA 6 DuPont $30 19 $50 $ JARI JARI Celtec-V 2006 JARI No JEVAFCV 208

21 m m 2 FC-Cubic FCCJ , Honda FC STACK FC 2006 FC V Flow FC JSR Honda FC STACK 2004 JARIFCV 2005 JARIFCV 2007 JARIFCV 209

22 4 0 NEDO HiPer-FC PBI BASF PEMEAS VW nm 100nm 10m100m FC 2006 JARIFCV 2005 JARIFCV 210

23 FC PEFC FC Single material All of functions Assign function to each material and make system Pore-filling membrane concept T. Yamaguchi et al., Macromolecules, 24, (1991) Dry membrane at room temp. H 2 O H + MeOH H 2 O Membrane during operation substrate suppress membrane swelling filling polymer reduce MeOH crossover PEFC MEA PEFC FC PEFC CO 2006 JARIFCV 211

24 1 1 24gkW FCCJ FC gkW gkw Johnson MattheyJM FCV FCVPEFC 75kWe g g Johnson Matthey Johnson Matthey FCV 2003 JARI 2006 JARIFCV FC CO CO 2006 JARIFCV 212

25 gSULEV 10g FCV 0.51mg cm mgcm OH MEA 0.2g kw NEDO Ta NEDO 3 PL PL 2006 JARIFCV 2004 JARIFCV 2005 JARIFCV 2006 JARIFCV 2006 JARIFCV 2006 JARIFCV 213

26 2 CO FCV PEFC PEFC CO 5 10 CO 11 CO CO 10ppm FC PtFePtNiPtCoPtMo CO 100ppm Pt/MoO2/C CO INRS C.Gouerec PtMo AlH3, MgH2 100ppm CO 3 FC CO CO CO CO CO2 CO JEVAFCV Sputtering evaporation Sputtering deposition 2002 NEFFC 214

27 NEDO NEDO JARIFCV 2006 JARIFCV 215

28 kg 10kg 1g 600 1,000 1/ kg 10kg 6001,000 g g 2001 JEVAFCV g2,000 g FCV FCV 5 FCV FCV 7,000 FCV FCV Johnson Matthey 2003 FCV 18 FCV 2006 JARIFCV 2006 JARIFCV 2002 NEFFC 2006 JARIFCV 2003 JARI 216

29 FCV 1 20g t 20t Johnson Matthey HP 2006 JARIFCV 2006 JARIFCV 217

30 ,3001,500 g ,000 g ,000 g ,000 g ,000 g ,500 g $ 7g HP 2006 JARIFCV 218

31 Johnson Matthey HP 1 = g 4 GDL Ballard GDL JEVAFCV 219

32 4-2-4 TGP-H- TGP-H- TGP-H mm MPa mcm W/(mK) mlmm/(cm 2 hrmmaq) % 78 g/cm m 8 Ra () 10-6 / MPa 39 GPa 9.8 N/cm HP 160 m 70 g/m 2 85 MPa 1500 ml/hrcm 2 mmaq 4.3 mcm m mm

33 5MEA MEA MEA MEA MEA MEA MEA WE-NET

34 4-2-5 Decal Los Aramos National Laboratory PTFE MEA 2 S. Chalk et. al MEA NEDO MEA MEA NEDO FC W.L.Gore MEA Primea 2006 EVS-22 FC Primea Gore DuPont 3MJohnson MattheyUmicore MEA 3M 5 GDLGDL7 5 MEA DuPont MEA Johnson Matthey 5 7 MEA MEA NEDO JARIFCV 222

35 MEA 6 FC mm JARIFCV 2007 JARIFCV 223

36 NEDO NEDO NEDO NEDO Intelligent Energy Microponent GTI DuPont Nuvera Fuel Cells NEDO DMFC (1) M (2) M (3) NEDO SUS316L FC SS3160.3mm Microponent SS INEOS Chlor PEM coat DOE 10kW mm 1.8gmcc NEFFC 2002 NEFFC 2002 NEFFC 2004 JARI 2006 JARIFCV 224

37 MEA NEDO PEFC NEDO a) b)c) 3,000 5 SUS316L Honda FC STACK JARIFCV 2007 JARIFCV 225

38

39 NEDO DMFC M- 23DMFC 1 M- M Nuvera FC JARI 227

40 CO CO CO CO FCV X0 CH4 X

41 4-2-7 Steam Reforming Partial Oxidation ATR CnHmOp + (2np)H2OH nco2 + (2npm/2) H2 CnHmOp + (np/2)o2 H 2nCO2 + (m/2) H2 CnHmOp + xo2 + (2n2xp) H2OH nco2 + (2n2xpm/2) H2 H0 H0 H= 2002 NEFFC /

42 [PtRu] [Cu/Zn][FeCr] [Cu/Zn]FC on-off [PtRuRh] CO CO [PtRu][Pt-Ru] 2001 JEVAFCV FC CO CO CO CO CO FCV ICEV ICEV CO PEFC JEVAFCV 2002 NEFFC 230

43 4 FCV FC FC PSAPressure Swing Adsorption 2003 JHFC 5 DMFC 3-6 DMFC PEFC DMFC CO CO JARIFCV 231

44 DMFC DMFC DMFC DMFC FC FC06 PROT FC06 PROT FC-me 1 FC-me Smart Fuel Cell DMFC 2007 JARI JohnsonMatthey DuPont Smart Fuel Cell MEA JohnsonMatthey 10 MEA Smart Fuel Cell DMFC Smart Fuel Cell MEA JohnsonMatthey Smart Fuel Cell DMFC Hymer 2006 JARIFCV JARI JohnsonMatthey 2007 JARI DuPont Hymer HP 232

45 4-2-4 FCV 1 FC 2 FC FC FC PEM FC 120 FC ICEV FCV 233

46 FCV kg/m kg/m mW/cmK kJ/kg HHV MJ/kg 0.634cm 2 /s

47

48 NEFFC

49 FCV 5kg kg kg 2002 JEVAFCV JARIFCV 237

50 MH 70MPa FCV km 2 70MPa 70MPa 70MPa 35MPa MPa 70MPa FCV 500km FC MPa km km 35MPa km 70MPa 35MPa LA4 570km 35MPa 35MPa 35MPa 70MPa 70MPa 70MPa 19 2 FCV 35MPa FCHV FCX FC km FCV FCX km CNG FCV Type3 Type4 238

51 Type3 CFRP Dynetek SCI Type4 Lincoln Quantum Dynetek Type3 DaimlerChrysler FC MAN Ford FCV Type3 NEDO 6069-T6 CFRP 55MPa 70MPa 6069-T6 70MPa GM Quantum 70MPa FCV 70MPa FCV GM 70MPa MR -FCV FCHV-adv km 70MPa JFE 50MPa 2001 JEVAFCV 239

52 CaMg Ti PtPd LiH 12.7 MgH2 7.6 LaNi5H Ti0.9Zr0.1Mn1.4V0.2Cr0.4H BCC Ti-V-Cr 2.8 RF Mg 7.6 % % 100 Pd Mg Pd 4 Mg % 3 4 NKKJFE 2001 JEVAFCV 240

53 kg 161kg 134L MPa 150l 130l 15 20l 180gl 3wt 3wt wt MPa JEVAFCV JEVAFCV 2006 JARIFCV 2005 JARIFCV 241

54 HYDOROSTAR 2007 HYDOROSTAR wt% 2.5wt% 50g/L DOE 45g/L 10 3wt%5kg 150kg 100L NEDO FC-EXPO2009FC-7 MH A.C.Dillon C.Liu CNTs CNTs -CNTs CNTs 5wt% 10wt% 0.1wt%0.5wt% -CNTs 10MPa 3wt% 13wt% 2007 JARIFCV 2003 JARIFCV 242

55 CNTs 6 Millennium Cell NaBH4 FCV Town&Country Natrium DaimlerChrysler NaBH4aq2H2O 4H2 NaBO2aq 300 kj NaOH5 NaBH435 NaBO2 NaBO2 Powerball NaH NaOH Herbst Si SiO2 Graz Fe FeO2 C.M.Jensen NaAlH

56 CO2 12 PEC

57 4-2-6 FCV FCV FCV FCV FCV FCV FCHV EV DaimlerChrysler F-Cell Ford Focus FCV X-TRAIL FCV NEC/NEC GS GS GS 245

58 FCV FCHV 35MPa TOYOTA FCHV 70MPa FCHV-adv 70MPa X-TRAIL FCV 05 Honda FC STACK FCX 35MPa/70MPa 35MPa FCX 35MPa FCX 35MPa SX4-FCV 70MPa Daimler F-Cell 35MPa Chrysler B-Class F-Cell 70MPa Ford Focus FCV 35MPa HydroGen3 GM 35MPa/70MPa 2006 Equinox Fuel Cell 70MPa EV HEV plug-in HEV FCV HEV A123 Systems LiFePO JEVAFCV 2006 JARIFCV 246

59 19 A123 Systems 2 FCV HEV Honda FCX 1,500Wkg FC FCV FC FCV JEVAFCV 2002 JEVAFCV 2005 JARIFCV 2007 JARIFCV 247

60 FCV 35MPa 2010 FCX 35MPa km FCHV-adv 70MPa km 3035 FC 248

61 JHFC CO JHFC 17 JHFC CO COG CO2 249

62 4-3-2 Well-to-Tank 17 JHFC JHFC 1 FCV Well-to-Wheel FCV 35 MPa 75MPa 250

63 A LPG 300 GS MPa 18 HYDROGENIUS 3 NEDO JARIFCV HYDROGENIUS 251

64 FCV FCV FCCJ 2015 FCV FCV FCV FCCJ FCCJ 2015 FCV FCCJ WG 2015 FCV FCV

65 4-4-2 FCCJ FCCJ FCV 2016 FCV FCV FCCJ FCCJ 253

66 4-5 1FCV 2002 FCV FCCJ FCV JARIFCV FC 254

67 2 35MPa 70MPa 35MPa 35MPa FCX Well-to-Tank 3 FCV FCV FC FCV 3025 FCV 35MPa 2010 FCX 35MPa km FCHV-adv 70MPa km 3035 FC 255

68 2 FCV 2002 JHFC 10 FCV FCCJ FCV 256

69 5 FCV EPA DOE km 2FCV FCV MPa FCV 70MPa 257

70 3FCV FCV FCFCV FC FCV FCV 2015 MEA FC 4 FCV (4) 5CARB ZEV ZEV BEV PHEV FCV FCV ZEV 2009 ZEV CO

71 7 FCVHEVPHEV BEV 259

72 . 260

PEFC 1 6 PEFC % CO FC FC 36 LHV 10 FC 1 DSS 8 8.5kW FC 342

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