2003年 / 家庭用燃料電池開発への転換

まだ実用化されていない家庭用燃料電池の開発に挑む。

　数あるグループ企業の中で、なぜアイシンがその役割を任されたのか。当時の開発メンバーはこう振り返る。

アイシンがメタノール改質型燃料電池車の試作に成功していたことが大きかった。自動車用と家庭用では構造に違いはあるものの、心臓部であるセルスタック※は共通する部分が多いし、アイシンは熱マネジメント技術の蓄積もあり、開発の核を担う条件が揃っていたのだと思う。

※電気をつくる「セル」を多数重ねた発電ユニット 

　こうしてアイシンを中心に、トヨタ自動車、東邦ガスと連携した家庭用燃料電池の開発が本格的に始動した。豊田市にエネルギー製品の設計・開発を担うエネルギーラボを新設し、ここを拠点にシステム設計が進められた。ただし開発は容易ではなかった。必要な部品やコンポーネントを搭載すると装置はどうしても大型化してしまい、いかにコンパクトにまとめるかが大きな課題だった。さらに、システムには不可欠で家庭用に適合したバルブやポンプなどの補機類は、そもそも製造しているメーカーがほとんどなく、調達が難しいという問題も立ちはだかった。

　それでもなんとかシステムとしてまとめ上げることに成功し、2004年、実証実験へと踏み込んでいった。

　それは、開発メンバーにとって衝撃的な出会いだった。
　PEFC方式の開発を続ける一方で、他方式の調査も行っていた彼らは、その中でSOFC（固体酸化物形燃料電池）※方式に触れ、その性能に大きな可能性を感じたのである。

　SOFCの性能に魅力を感じた背景には、PEFCとの特性の違いがある。
　PEFCは80～90℃という比較的低温で発電できる。そのため、起動と停止を繰り返す自動車のような用途に適していた。一方、SOFCは700～1,000℃という高温で発電する方式である。高効率で、かつ長時間の連続運転に向いており、家庭用燃料電池のような「じっくり動き続ける機器」に適していた。

　こうした違いを踏まえると、家庭用燃料電池としてどちらの方式がより“価値を生む技術”なのか、改めて見極める必要があったのである。

SOFCは、PEFCと比べて構造がシンプルで、小型・軽量。効率性も高く、家庭用に求められる長時間の耐久性にも優れている。家庭用燃料電池として考えるなら、SOFCのほうがユーザーにも社会にもメリットが大きいのではないか。

　しかし、アイシンはすでに長年にわたってPEFC方式の開発に取り組み、発売予定も公表していた。さらに協業先の存在もあり、簡単には方向転換できない。それでも、商品性や将来性を考えるとこの段階でSOFCへ切り替えるべきではないか──開発チームは重い決断を迫られた。
　そして2008年、アイシンはついにSOFCでの開発へ舵を切り、トヨタ自動車、京セラ、大阪ガスとの共同開発を開始した。ただし、そこから先も順風満帆ではなかった。4社で試作品を完成させ、全国で実証実験を行ったものの、多くの不具合が発生したのである。システム設計を担当したアイシンの社員は、部品交換のため全国を飛びまわり、ガス会社への説明・謝罪に奔走した。

SOFCは技術的に難易度が高い方式だったため、多くの課題に直面した。しかし、その都度現場の声をいただき、工程の改善やスタックの製造条件の見直しが大きく進んだといえる。振り返れば、あの時の経験が私たちの技術力を大きく押し上げたのだと感じている。

　SOFCの実証実験が進む中、開発体制にも変化があった。
　2011年には、量産化開発からトヨタ自動車が離脱。以降はアイシン・京セラ・大阪ガスの3社体制となり、それぞれの強みを生かしながら開発をさらに加速させていった。

　しかし、発売が近づくにつれ、開発チームは再び大きな決断を迫られることになる。

※　電解質にセラミックを使って水素から電気をつくりだす方式。発電温度は700～1,000度と高温だが、長時間運転には適している。

2016年～ / 第2世代、第3世代エネファーム発売

第1世代から第2世代、第3世代へ。
コスト、発電効率、災害対応力などが着実に向上。

　2012年4月、エネファームはついに市場へ投入された。しかし、当初はパイロット版として、年間700～1,000台の少量生産にとどめていた。万一トラブルが発生しても、迅速に対応できる体制を整えるためである。さらに、製品には計測器を通常より多数搭載し、運転データを詳細に収集。そこで得られたデータを次のモデルの開発へ反映させていった。こうした改善の積み重ねによって、2016年に第2世代モデル、2020年には第3世代モデルを発売した。第3世代では発電効率が約55％と世界最高水準に到達。スリム化し設置性が向上したほか、耐久性も第1世代の10年から12年へと大幅に伸びた。

　これらに加え、特筆すべきはレジリエンス性（災害対応力）の向上だ。開発メンバーはこう振り返る。

第3世代では、停電時のバックアップ機能を向上させた。ガスの供給さえあれば、停電しても電気を使い続けることができる。実際に、設置したお客様から『台風の影響で近所は停電で真っ暗なのに、わが家はエネファームのおかげで灯りがついている状態だった。本当に助かった。満足している。』といった声をいただき、大きな手ごたえを感じた。

　足掛け19年にも及んだアイシンの燃料電池の開発。自動車用から家庭用へ、PEFCからSOFCへ、さらには発売時期の延期など、いくつもの大きな転換点を乗り越えて誕生したエネファームtypeS。2025年時点で累計販売台数は20万台（2025年1月時点）を突破し、いまやアイシンの主力製品の一つとなっている。

　だが、それだけではない。開発メンバーは次のように語る。

エネファームtypeSで培ったアイシン固有の燃料電池技術は、発電用途に限らず、今後さまざまな分野で応用できる可能性がある。アイシンとして、より幅広く社会へ貢献できると感じている。

　その新たな可能性の一つがSOECである。

2025年～ / エネルギーソリューション提案

燃料合成によるエネルギーソリューションを提供。
世の中の役に立つ企業へ。

　2050年のカーボンニュートラル実現に向け、さまざまな取り組みが進む中、水素社会の実現につながる技術としてSOECは注目を集めている。しかし開発メンバーは、SOECには水素製造だけにとどまらない“新たな可能性”があると語る。それが「燃料合成」である。

SOECを使えば水から水素がつくれるだけでなく、さらに別の工程を組み合わせることで、ガソリンやメタンなどのさまざまな燃料を合成することが可能になる。

　これは何を意味するのか。排出されたCO₂を活用して合成燃料をつくり、ガソリンやディーゼル、天然ガスの代替となるエネルギーを自ら生み出すことができるということだ。燃料会社やガス会社と連携してグリーン燃料の普及を進められる可能性も広がる。これが実現すれば、アイシンにとって従来とは次元の異なる新たな事業領域が視野に入ってくるだろう。こうした未来を見据え、アイシンは「カーボンニュートラル化」「エネルギー効率の向上」「経済合理性の確保」の3つをキーワードとした燃料合成の取り組みを本格化させている。

　開発メンバーは言う。

SOECによるクリーン水素や燃料合成の製造技術を確立し、それを広く世界に提供していく。エネルギーソリューションの提供を通じて社会に貢献し、世の中の役に立つ存在になる。それこそが、エネルギーソリューション企業としてアイシンがめざす姿だ。