カーボンニュートラルのためのSOFC/SOEC技術 　〜基礎・評価法から熱利用を含むシステム応用まで〜 ＝ 刊行にあたって ＝ 　カーボンニュートラルの実現に向けて節目とされてきた2030年はすぐそこに迫っており、様々な脱炭素化技術が開発・検証されている。2050年までに構築されるべきネットゼロ社会の姿は未だ明瞭ではないが、これらの技術が評価されていく中で、インフラを含むエネルギーシステム全体のあり方が方向づけられていくものと推測される。より効率的に脱炭素を実現する社会の構築のためには、優れた技術がタイムリーに社会に提供されることが必要となる。 　本書では、このような技術の中から、近年、注目度が高まっている、固体酸化物セル（Solid Oxide Cells, SOCs）を使った燃料電池と電解をとりあげた。固体酸化物形燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell：SOFC）は、多様な燃料に対応して高効率な発電が可能な燃料電池として、国外の一部では業務用システムの導入が進み、国内でも家庭用燃料電池「エネファームType-S」が販売されてきた実績がある。この逆反応である固体酸化物形電解セル（Solid Oxide Electrolysis Cell：SOEC）は、排熱を利用した水蒸気電解により、他の電解技術に比べひときわ高い水素製造効率が達成できること、水蒸気と二酸化炭素の共電解が可能でグリーン燃料合成との相性も良いこと、などの特長を有する。このため欧米では早くから実証に向けた取り組みが行われ、MW級のシステムも開発されている。国内の開発はやや遅れをとった感があるが、SOFC技術の高いポテンシャルがあり、開発の機運が高まっている。 　ただ、固体酸化物セルは、他の燃料電池や電解セルとは技術要素が大きく異なり、特殊な知識やノウハウの蓄積が必要であるため、新規参入のハードルが高い。さらに、原料供給からセルの作製、スタック化、システム化のそれぞれを担う企業間の緊密な連携も求められる。そこで東北大学では、SOC関連の基礎知識や大学のシーズを提供するとともに、産官学・および企業間の情報交換の場を醸成することを目的に、2023年に「SOFC/SOEC実装支援研究センター」を設立した。現在、約30社が参画して活動を行っている。この活動の中で改めて認識されたのは、SOFC/SOECに関連する知識・情報の習得に対する需要の大きさと、その機会の少なさである。センターでは基礎講座や対面でのオープンサイエンスイベントを開催し、そういった声に応えようとしているが、時間的・人的制約がある。そのような時、シーエムシー・リサーチの吉田様から、本書の企画の提案をいただいた。この機会に、SOFC/SOECの開発を主導して来られた企業、研究機関、大学の方々にご協力をいただければ、現時点での最先端の情報に加え、これまでの開発で蓄積されてきた知識や知恵を書籍として残し、広く公開することができると考え、本書の出版に至った。 　SOFCとSOECの技術には共通する内容が多いので、本書の多くの部分ではこれらを区別せずに、あるいは併記して解説している。第1章では、SOFCの開発の歴史を振り返り、そこから技術の特徴や開発指針を考察するとともに、国内のプロジェクトの状況や、今後のSOFC/SOECの役割を概観する。第2章は、SOFC・SOECの動作や各部材の特性から、システムの熱設計に至る、基礎的な考え方について解説している。第3章は、開発において必要となる、セル、スタック、および構成材料の評価手法を紹介する。第4章では、先行してきたSOFCの開発事例を中心に、固体酸化物形セルの製造技術に関する取り組みを紹介し、強靭セルや信頼性向上の考え方についても解説する。第5章では今後大規模な開発が期待されるSOECを中心に、その燃料合成への展開や、水素型SOFCにも触れながら、カーボンニュートラルに向けたSOFC/SOEC技術を展望する。加えて、第6章では、比較検討のためにSOFC/SOEC以外の燃料電池および水電解装置も含めた市場動向を紹介する。 　各節の執筆は、SOFC/SOECの研究・開発の第一線で活躍して来られた研究者・技術者の皆様にお願いした。どの記事も、それぞれの専門性や経験に基づく、示唆に富んだ貴重な内容を多く含んでおり、これらを一冊にまとめた本書は、研究開発の現場で、さまざまな形でお役立ていただけるものと確信している。SOFC/SOECの技術が早期に社会実装されカーボンニュートラル社会の重要な一翼を担う、その一助に、本書がなれば幸いである。 　最後に、ご多忙の中、快く執筆をお引き受け下さった著者の皆様、並びに本書の企画をご提案いただき、刊行にご尽力下さったシーエムシー・リサーチの吉田様、坂田様に深く感謝申し上げます。 東北大学SOFC/SOEC実装支援研究センター　川田達也 カーボンニュートラルのためのSOFC/SOEC技術 〜基礎・評価法から熱利用を含むシステム応用まで〜 Copyright　(C) 2026　NTS Inc. All right reserved.