さぁ！自信をもって進もう③

 
彦根藩二代当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救っ
たと伝えられる"招き猫"と、井伊軍団のシンボルとも言える赤備え。
（戦国時代の軍団編成の一種で、あらゆる武具を朱塗りにした部隊編
のこと）の兜（かぶと）を合体させて生まれたキャラクタ。愛称「ひ
こにゃん」。





ピザハット、パクチー山盛りピザ「パクチーすぎて草」
期間限定新発売

パクチー（コリアンダー）の栽培取り組み出していると、ピザハッ
ト、パクチー山盛りピザ「パクチーすぎて草」を販売するという（3
月20日から4月9日までの期間限定）。パクチーを惜しみなく3株もト
ッピングした、まさにパクチーが主役のピザ。その下には、トマト
ソースとヤンニョムソースをベースに海老をトッピングしており、爽
やかかつ独特な香りが特徴のパクチーの魅力を存分に味わえる一品。
本当？ パクチー好きにはたまらないし、苦手な人にもたまらない。


David Popa
NFT（non-fungible token）とは、非代替性トークンと翻訳されているが、
ブロックチェーン上に記録される一意で代替不可能なデータ単位であ
るが、NFTは、画像・動画・音声、およびその他の種類のデジタルフ
ァイルなど、容易に複製可能なアイテムを一意なアイテムとして関連
づけられ、代替可能性（fungibility）がないという点で、NFTはビット
コインなどの暗号通貨とは異にする。NFTは、「関連づけられている
ファイルなどの真正性や所有権を証明する」と主張されているが、N
FTによって保証・譲渡される法的権利は不明瞭な可能性が指摘されて
おり。また、NFTには、関連づけられているファイルの共有や複製を
制限する機能は存在せず、ファイルの著作権を必ず譲渡する訳でもな
く、同一のファイルに関連づけられた別のNFTを無制限に発行可能で
あるとされる。 via jp.Wikipedia


　　  　

 

 
【再エネ革命渦論 102: アフターコロナ時代 301】

　
●　技術的特異点でエンドレス・サーフィング
”再エネ・リサイクル・ゼロカーボン最先進国”宣言！
--------------------------------------------------------------
電解水素製造事業技術動向リサーチ②
※ 特開2023-031449 電解質膜シートの帯状物およびその製造方法 東
　 レ株式会社
【要約】
図１のごとく、帯状の基材フィルム上に電解質膜が積層された電解質
膜シートの帯状物であって、前記電解質膜の厚みが４０μｍ以上であ
り、前記電解質膜が前記基材フィルム側から順に高分子電解質を含む
第１の電解質層、多孔質基材と高分子電解質とを含む複合層および高
分子電解質を含む第２の電解質層を有し、前記基材フィルム、前記第
１の電解質層および前記複合層の幅方向両端部が同位置で、かつ前記
第０３．＋９／９６２＋．０A+２の電解質層の幅方向両端部がそれぞ
れ、前記基材フィルム、前記第１の電解質層および前記複合層のいず
れの幅方向両端部より内側にあることを特徴とする、電解質膜シート
の帯状物で、触媒層の積層工程を適切に実施することが可能な電解質
膜シートの帯状物の提供。

本発明の電解質膜シートの帯状物の一つの形態における幅方向の断面
模式図
【符号の説明】
１０ 基材フィルム、１１ 第１の電解質層、１２ 複合層 １３ 第２
の電解質層

【概要】
水素は２次エネルギーであり、様々な作製方法があるが、再生可能エ
ネルギーによる余剰電力を使用して水を電気分解すれば、二酸化炭素
を排出することなく電力を水素エネルギーに変換可能である。水の電
気分解による水素製造方式には、アルカリ水電解と固体高分子電解質
膜（ＰＥＭ）型水電解がある。ＰＥＭ型水電解は高電流密度での運転
が可能であり、再生可能エネルギーの出力変動に柔軟に対応できると
いう特長を有す。ＰＥＭ型の水電解式水素発生装置において、生成さ
れた水素がカソードからアノードに逆透過することを抑制する必要が
あり、水素バリア性を高めるために①膜厚の比較的大きい電解質膜を
用いることが提案されている。一方、高分子電解質膜の耐久性を高め
るために、②電解質膜内部に多孔質基材（補強材）を配置することが
知られている。このような多孔質基材を含む複合電解質膜として、多
孔質基材に高分子電解質を充填させた複合層の両面にそれぞれ高分子
電解質からなる電解質層を備えたものが知られており、上記複合電解
質膜の製造方法として、例えば、長尺帯状の基材フィルムに電解質溶
液を塗布し、その上に多孔質基材を重ね合わせて電解質溶液を含浸さ
せた後に多孔質基材の他方の面に電解質溶液を塗布して製造すること
が提案されている。③ そして、上記のようにして製造された電解質膜
シートの帯状物に触媒層が連続的に積層されて触媒層付き電解質膜が
製造され、さらにガス拡散電極が積層されて膜・電極接合体が製造さ
れ、この膜・電極接合体が燃料電池や水電解式水素発生装置などに適
用する。


従来の電解質膜シートの帯状物における幅方向の断面模式図

上記複合電解質膜の製造方法においては、例えば、図８のように、多
孔質基材を含む複合層１２の両面に配置される第１の電解質層１１と
第２の電解質層１３は、多孔質基材に電解質溶液を含浸させるため、
通常、多孔質基材を覆うように積層される。このようにして製造され
た電解質膜シートの帯状物を、次の加工工程、例えば、触媒層を積層
する工程に供給するに際し、その幅方向長さを調整するため、あるい
は幅方向両端部位置を揃えるために、スリット切断することがある。
例えば、切断位置ｓ１およびｓ２でスリット切断されて、図９に示さ
れているような帯状物が製造される。


従来のスリット切断後の帯状物における幅方向の断面模式図

※ 特開2023-028092 水素製造システム、水素製造方法 日立製作所
【要約】
図３のごとく、本発明に係る水素製造システムは、前記不具合スタッ
クの箇所、および、水電解スタックの劣化のしやすさを示す劣化特性
に基づき算出した複数の水電解スタックの劣化予測に基づき、前記水
電解スタックの各々の直列部への電力分配を制御できる複数の水電解
スタックを用いて水素を製造する水素製造システムにおいて、不具合
スタックが発生した場合であっても、水電解スタックの劣化を効果的
に抑制することができる技術の提供。

【概要】
水素エネルギーの普及に向け、水素価格の低減が求められている。水
素価格を低減するためには、水素の製造に要するコストの低減が必要。
水素の製造は、例えば水の電気分解（以下、水電解と表記）などの方
法により行われる。水素製造コストは設備コスト（ＣＡＰＥＸ：ｃａｐｉｔａｌ  
ｅｘｐｅｎｓｅ）と運用コスト（ＯＰＥＸ：ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  ｅｘｐｅｎｓｅ）に大別される。
ＯＰＥＸは、水電解に用いる電力の調達コストやシステム保守コスト
などからなる。ＣＡＰＥＸを低減するには、以下の取り組みが必要と
なる。
・設備価格の低減
・設備稼働率の向上（水素製造量の増加）
・設備の耐用年数の向上（設備償却費の低減）
ところで、 特定の水電解スタックにおいて不具合が生じたとき、他の
水電解スタックに対する影響を緩和する手法は、様々に考えられる。
例えば、特許605820においてある水電解スタックに不具合が生じたと
仮定する。このとき、水電解システムへの入力電力を１ストリング分
減少した上で、不具合スタックを含むストリングをＯＦＦすれば、他
ストリングの負荷増大や劣化を防止可能である。ただし、ＯＦＦした
ストリング中の正常スタックの分だけ、水電解システムの稼働率を低
下させることになる。これに代えて不具合スタックのみＯＦＦするこ
とも考えられる。しかしこの場合、当該ストリングの中で１スタック
分が短絡状態になるので、他のスタックに対して印加される電圧が上
昇し、過負荷によるスタック劣化が進行する可能性がある。前出特許
文献においてはストリング毎に電圧調整する機構がないので、各スタ
ックに対する印加電圧が上昇してスタック劣化を加速するからである。
したがって単に不具合スタックをＯＦＦするのみでは、不具合対策と
して不十分であると考えられる。 特許4842577においてある水電解ス
タックに不具合が生じたと仮定する。前出の特許605820のように不具
合スタックを個別にＯＦＦした上で、そのストリングに対する電力供
給をＤＣ／ＤＣコンバータによって調整すれば、水電解システムを稼
働継続できる。しかし特許文献２と同様に、他のスタックに対する負
荷が増大することにより、スタック劣化が進行する可能性がある。
これら２つの特許文献においては、スタック劣化を抑制するための具
体的手法は十分考慮されていないからである。
【効果】
本発明に係る水素製造システムによれば、不具合スタックが発生した
場合であっても、水電解スタックの劣化を効果的に抑制することがで
きる。
■　実施の形態１
図１は、本発明の実施形態１に係る水素製造システム１の構成図であ
る。水素製造システム１は、再生可能エネルギーや送配電系統が供給す
るＡＣ（交流）電力を用いて水素を製造するシステムである。水素製
造システム１は、供給される電力を用いて水電解スタック１１を稼働
させることにより、水素を製造する。水素製造システム１は、水電解
スタック１１、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２、ＡＣ／ＤＣ整流器１３、
電力分配制御システム１４、不具合検知部３を備える。 
20
水電解スタック１１は、水を電気分解することによって水素を製造す
る。図１においては、２つの水電解スタック１１が直列接続され、さ
らに２つの水電解スタック１１を１つのペアとして３つのペアが並列
接続されている。水電解スタック１１が製造した水素は、輸送設備や
貯蔵設備へ出力される。
21
ＡＣ／ＤＣ整流器１３は、水素製造システム１に対して供給される交
流電力をＤＣ（直流）電力に変換し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２へ出
力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１２は水電解スタック１１に対して電
力を供給することにより、水電解スタック１１の動作状態を制御する。 
電力分配制御システム１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２に対して動
作指令を出力することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２を介して水
電解スタック１１の動作状態を制御する。電力分配制御システム１４
は、稼働計画策定部１４１、スタック動作割当部１４２、電力分配指
令部１４３、劣化特性データ管理部１４４、劣化率試算部１４５を備
える。
23
稼働計画策定部１４１は、水電解スタック１１の稼働ローテーション
計画を策定する。ここでいう稼働ローテーションとは、各水電解スタ
ック１１の動作状態として、後述する稼働優先スタック／停止優先ス
タックのうちいずれかを割り当てる順番のことである。スタック動作
割当部１４２は、稼働計画策定部１４１が策定した稼働ローテーショ
ン計画にしたがって、各水電解スタック１１の動作状態を決定する。
電力分配指令部１４３は、水電解スタック１１がその動作状態にした
がって動作するように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２に対して電流指令
値を与える。
24
劣化特性データ管理部１４４は、水電解スタック１１の劣化特性を記
述した劣化特性データを保持している。稼働計画策定部１４１は、こ
の劣化特性にしたがって稼働ローテーション計画を策定することがで
きる。劣化率試算部１４５は、その計画にしたがって水電解スタック
１１を稼働させたと仮定したときにおける各水電解スタック１１の劣
化率を試算する。
水電解スタック１１（またはストリング）における「不具合」は、仕
様通りの水素製造能力を発揮できないことを意味する。「劣化」は、
不具合の原因の１例であり、運転時間の累積にともなって構成部材等
が消耗または変質することである。一般的に、通常の使用方法で製品
を使用し続けた場合、経年劣化が生じることは想定されている。「故
障」も不具合の原因の１例であり、劣化として想定されていない事象
を意味する。故障は経年的でなく突発的に発生することもある。本発
明は、劣化・故障いずれに起因する不具合も対象として含むので、以
下では両者を包含する用語として「不具合」を用いる。
26

実施形態１における各水電解スタックへの電力供給を制御する手順を
示す模式図

図２は、本実施形態１における各水電解スタックへの電力供給を制御
する手順を示す模式図である。複数の水電解スタック１１が直列接続
されたものをストリング（直列部）と呼ぶことにする。電力分配制御
システム１４は、不具合が発生した水電解スタック１１（不具合スタ
ック）を含むストリング（不具合ストリング）に対する電力供給を、
不具合発生前よりも減少させる。必ずしも電力供給を停止することが
必須ではなく、少なくとも不具合発生前よりも電力供給を減少させれ
ばよい。
27
電力分配制御システム１４は、不具合ストリングに対する電力供給の
減少分を、他のストリングに対する電力供給の増加によって補う。図
２に示す例においては、第３ストリングにおいて不具合スタックが発
生しているので、第１、第２、および第４ストリング（正常ストリン
グ）に対する電力供給Ｐ１、Ｐ２、Ｐ４を、不具合発生前よりも増加
させる。ただし単純に電力供給を増加させると、水電解スタック１１
の劣化を促進する可能性がある。そこで電力分配制御システム１４は、
劣化特性にしたがって、水電解スタック１１の劣化をできるだけ抑制
するように、各ストリング（さらには各水電解スタック１１）に対す
る電力供給量を調整する。 
28
正常ストリングに対する電力供給の１例として、特願20211-023663が
記載しているものと類似する稼働ローテーションを活用することによ
り、同一ストリングに対して大電流を長時間流さないように電力分配
を制御することが考えられる。そこで以下では稼働ローテーションの
例とその効果について説明する。

29
図３は、正常ストリングに対する電力供給を増加させる１例を示す。
ここでは図２に示すように第３ストリングにおいて不具合スタックが
発生したと仮定する。正常時（不具合発生前）において各ストリング
は電流密度１．５Ａ／cm²で動作していたものと仮定する。 
30
分配方法（１）は、第３ストリングに対して供給していた電力を、第
１、第２、第４ストリングに対して等分配するものである。不具合発
生前において各ストリングに対して供給する電流密度は１．５Ａ／cm²
であったので、不具合発生後において各ストリングに対して供給する
電流密度は２．０Ａ／cm²となる。
31
分配方法（２）は、第３ストリングに対して供給していた電力を、第
１、第２、第４ストリングの間で稼働ローテーションによって分配す
るものである。ある期間においていずれかのストリングが第３ストリ
ングの電力を全て負担し、次の期間において別のストリングが第３ス
トリングの電力を全て負担し、といったローテーションを繰り返す。
不具合発生後において各ストリングに対して供給する電流密度は１.５
または３．０Ａ／cm²となる。電流密度１．５Ａ／cm²は「少配分直列
部」に相当し、３．０Ａ／cm²は「多配分直列部」に相当する。
32
分配方法（３）は、分配方法（２）と同様にローテーションするが、
分配方法（２）とは異なり、いずれか２以上のストリングが第３スト
リングの電力を共同して負担するものである。ある期間にわたる負担
の合計がストリング間で均等となるように、各時点における負担割合
をローテーションによって分配する。この例においては、不具合発生
後において各ストリングに対して供給する電流密度は１．５、２．０、
または２．５Ａ／cm²となる。電流密度１．５Ａ／cm²は「少配分直列
部」に相当し、２．０または２．５Ａ／cm²は「多配分直列部」に相当
する。
 33
いずれの分配方法を用いるかは、劣化特性にしたがって定めることが
できる。電力分配制御システム１４は、劣化特性に基づき、これらの
電力分配を実行した場合の将来の劣化率を試算し、劣化率を最小化す
る分配パターンを選択する。以下では非特許文献１～３が記述してい
る劣化特性データを例として、劣化率の試算例を説明する。 
34
分配方法（１）のように、一定の電流密度（２．０Ａ／cm²）を供給す
る場合については、１９４ｍＶ／ｈ（非特許文献※、あるいは２６７
ｍＶ／ｈ（非特許文献２）といった劣化率の数値が報告されている。
劣化率は電圧上昇率と等価であり、電圧上昇率が高いほど劣化が大き
いことになる。
35
分配方法（２）（３）のように電流密度を変動させる
場合については、非特許文献※において、電流密度２．５Ａ／cm²と
１．０Ａ／cm²６時間毎に切り替える動作を約３００時間実施し、続い
て３．０Ａ／cm²と１．０Ａ／cm²を６時間毎に切り替える動作を約４
００時間実施した（すなわち合計７００時間動作させた）結果、６３
ｍＶ／ｈという劣化率の数値が報告されている。これは分配方法（１）
の１／３以下の劣化率である。
非特許文献３の条件は、分配方法（２）（３）と同一ではないものの、
水電解スタックに対して供給する電流密度を一定にするよりも動的に
変化させるほうが劣化率を抑制できるという傾向は、非特許文献２に
おいても報告されている。したがって分配方法（２）（３）は、分配
方法（１）よりも劣化率が低いことが期待される。 
以上より、水電解スタック１１の劣化特性を考慮した電力分配制御に
よって、劣化特性を考慮していない場合（＝電力増分を等分配する場
合）に比べて、水電解スタック１１の劣化率を低減（上記見積によれ
ば１／３以下）することができる。劣化特性データは、以上のような
劣化特性を記述している。電力分配制御システム１４は、この劣化特
性にしたがって、電力分配を制御する。例えば劣化特性データは、電
流密度とその切り替え間隔と劣化率の組み合わせをそれぞれ記述して
おり、電力分配制御システム１４はそのなかで最も劣化率が小さいと
想定される組み合わせを用いる。 
水電解スタック１１の不具合を検知する方法について説明する。既知
の方法としては、各スタックの電圧・電流といった特性値、あるいは
水素発生量などの性能値をモニタリングすることにより、水電解特性
に関する不具合を検知することが可能である。不具合検知部３はこれ
らのパラメータをモニタリングすることにより、水電解スタック１１
の不具合を検知する。 
不具合スタックへの電力供給について、スタックの不具合の程度によ
り、以下の場合分けを用いてもよい。
40
（１）不具合の程度が小さく、継続使用可能の場合：
（１－１）不具合発生前における水素製造システム１全体の電力供給
量を、不具合発生後においても維持する。不具合ストリングに対する
電力供給量を不具合発生前よりもやや減少させ、その減少分を正常ス
トリングが負担する。減少量は、不具合スタックの劣化進行を抑制で
きる程度とする（例えば不具合スタックに対して供給する電流密度を
1.0Ａ／ｃｍ２とする）。急激に停止させると却って劣化進行する可能
性があるので、正常時よりも小さいが０ではない程度の電力供給量を
維持することが望ましい。他方で正常ストリング間においては、例え
ば図２～図３で説明した稼働ローテーションを実施すればよい；
（１－２）電力インバランスまたはこれにともなうペナルティを許容
できるのであれば、不具合発生前における水素製造システム１全体の
電力供給量を不具合発生後において維持しなくてもよい。この場合、
不具合ストリングに対する電力供給量は、不具合スタックの劣化進行
を抑制できる程度まで減少させ、その減少分は必ずしも正常ストリン
グが全て負担しなくともよい。
41
（２）不具合の程度が大きく、交換が必要な場合：
（２－１）不具合スタックに対する電力供給量を経時的に低減する。
急激に完全停止すると、スタックの劣化が急速に進む恐れがあるから
である。経時的に電力を低減しつつ最終的には停止させてもよい。低
減した電力供給量は、正常ストリングにおいて負担する。正常ストリ
ングにおいては、全スタックを稼働させつつ、稼働ローテーションに
より、電力供給量の増加分をスタック間で分担して負担する；
（２－２）不具合スタックに対する電力供給を停止する。動作し続け
ると危険な場合は、電力供給を完全に停止することにより、不具合ス
タックを停止させることが望ましいからである。例えば特許文献１記
載のようなマイクロショート、不具合発生後の焼損リスクなどが生じ
るおそれがある場合がこれに相当する。低減した電力供給量は、正常
ストリングにおいて負担する。正常ストリングにおいては、全スタッ
クを稼働させつつ、稼働ローテーションにより、電力供給量の増加分
をスタック間で分担して負担する。 
42
（補足）不具合スタックの不具合の程度は、不具合を検出する手法に
応じて定義することができる。例えば水素製造能力の低下によって不
具合を検出する場合、製造能力の低下量が大きいほど、不具合の程度
も大きいといえる。あるいは後述の実施形態で説明する健全度を用い
てもよい。不具合の程度があらかじめ定めた基準値未満であれば上記
（１）を実施し、基準値以上であれば上記（２）を実施すればよい。


図４　水素製造システム１の別構成例を示す図
43 図４は、水素製造システム１の別構成例を示す図である。図４に示
すように、１つのＤＣ／ＤＣコンバータ１２が２以上のストリングを
制御してもよい。１つのＤＣ／ＤＣコンバータ１２が制御するストリ
ングの個数は、全てのＤＣ／ＤＣコンバータ１２について同じであっ
てもよいし、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２ごとに異なってもよい。 

図５は、電力分配制御システム１４が提示するユーザインターフェー
スの例である。ユーザインターフェースは、例えばディスプレイ上に
画面表示する画面インターフェースとして提示することができる。ユ
ーザインターフェースは、例えば表示画面と制御メニュー画面によっ
て構成することができる。図５においては、制御メニュー上で各スタ
ック／ストリングの状態を表示するメニューを選択した様子を示した。
45
電力分配制御システム１４は、表示画面において、不具合スタックの
箇所と不具合の内容を表示する。図５の例においては、ストリングＢ
の２番目の水電解スタック１１（＃５）に不具合があること、当該ス
タックからの電圧が異常であること、を示している。さらに、「停止」
ボタンによって、ストリングを停止させることもできる。図５におい
てストリングＢは既に停止している。 
電力分配制御システム１４は、制御メニュー画面において、ユーザが
選択することができる制御メニューを表示する。図５の例においては
以下の５メニューを例示している：（ａ）各ストリングに対する電力
配分とその配分によるスタック劣化率の組み合わせを複数提示する；
（ｂ）劣化予測結果に基づく各ストリングへの最適な電力配分を提示
する；（ｃ）水素製造のために今後用いることが予定されている電力
計画を提示する；（ｄ）不具合発生時において水素製造用電力を維持
または変更する場合それぞれにおける各ストリングへの電力配分を提
示する；（ｅ）各スタック／ストリングの状態を表示する。 
47
ユーザインターフェースを提示するに際して、各部は以下のように動
作する：（ａ）水電解スタック１１の劣化率は劣化率試算部１４５が
劣化特性にしたがって計算する；（ｂ）各ストリングに対する電力配
分は、稼働計画策定部１４１が策定した稼働ローテーションにしたが
って、スタック動作割当部が各水電解スタック１１の動作状態を割り
当てることによって決定する。


【図６】実施形態２に係る水素製造システム１の構成図

【結論】本実施形態１に係る水素製造システム１は、不具合スタック
の箇所、および、水電解スタック１１の劣化のしやすさを示す劣化特
性に基づいて算出した水電解スタック１１の劣化予測に基づいて、各ス
トリングへの電力分配を制御する。これにより、不具合スタックが発
生した場合であっても、水電解スタック１１の劣化を効果的に抑制す
ることができる。
49
本実施形態１に係る水素製造システム１は、不具合スタックを含まな
い正常ストリングにおいて、不具合ストリングに対する電力供給の減
少分を、１以上の正常ストリングが分担して負担するように、稼働ロ
ーテーションを調整する。これにより、不具合スタックが発生した場
合であっても、特定の水電解スタック１１のみの劣化が進行すること
を抑制できる。本実施形態１に係る水素製造システム１は、不具合ス
タックの不具合程度が小さい場合は、不具合ストリングに対する電力
供給を正常時よりも減少させた上で、その減少分を正常ストリング間
でローテーションによって分担する。これにより、不具合程度が小さ
い場合は、不具合ストリングもある程度の電力を負担しつつ、正常ス
トリングにおいて稼働ローテーションによって劣化を抑制しながら減
少分を負担することになる。したがって、正常ストリングの負担を過
剰に増加させることなく、不具合ストリングの劣化進行を抑制できる。
 51
本実施形態１に係る水素製造システム１は、水電解スタック１１の劣
化特性（例えば分配方法（１）（２）（３）とともに説明した劣化特
性）にしたがって、不具合ストリングの劣化が正常ストリングの劣化
よりも抑制されるように、電力分配を調整する。例えば不具合ストリ
ングに対する電力供給量を減少させ、その減少分を正常ストリングに
おいて稼働ローテーションにより負担する。これにより、不具合スタ
ックが発生した場合であっても、劣化特性に準じて水電解スタック１１
の劣化を効果的に抑制することができる。

■　実施の形態２
図６は、本発明の実施形態２に係る水素製造システム１の構成図であ
る。本実施形態２において、各水電解スタック１１は、スイッチ１５１
を備える。スイッチ１５１は、水電解スタック１１を個別にＯＮ／Ｏ
ＦＦすることができる。例えば水電解スタック１１とスイッチ１５１
を並列接続し、スイッチ１５１が水電解スタック１１の両端を短絡す
ることにより、その水電解スタック１１に対して電圧が印加されない
ことになるので、その水電解スタック１１をＯＦＦすることができる。
スイッチ１５１は電力分配制御システム１４が備えるスイッチ制御部
１４６によって制御される。 【００５３】 不具合検知部３が不具合
スタックを検知すると、電力分配制御システム１４は、その不具合ス
タックのみをスイッチ１５１によってＯＦＦする。不具合ストリング
におけるその他の正常スタックは、不具合発生前と同じ状態で稼働継
続する。これにより、不具合ストリングに対する電力供給は、不具合
スタックに対する電力供給がなくなった分だけ減少することになる。
その減少分は、実施形態１と同様に正常ストリングがローテーション
によって負担する。実施形態１と比較すると、正常ストリングに対す
る電力配分の増加分が実施形態１よりも小さいので、正常ストリング
の劣化進行をさらに抑制できる。
54

【図７】スイッチ１５１に加えてダイオード１５２を備える構成例

図７は、スイッチ１５１に加えてダイオード１５２を備える構成例を
示す。ダイオード１５２は、スイッチ１５１ごとに配置され、スイッ
チ１５１に対して直列接続（水電解スタック１１に対して並列接続）
されている。スイッチ１５１を閉じたとき（水電解スタック１１をＯ
ＦＦしたとき）におけるダイオード１５２の両端電圧は、水電解スタ
ック１１に対する印加電圧と同程度となるように構成されている。
55
電力分配制御システム１４は、スイッチ１５１によって不具合スタッ
クをＯＦＦする。このとき、不具合発生前において不具合スタックに
対して印加されていた電圧は、ダイオード１５２の両端電圧として印
加されることになるので、不具合ストリングにおけるその他の水電解
スタック１１に対する印加電圧は変化しない。これにより、不具合ス
トリングにおけるその他の水電解スタック１１に対する印加電圧の変
動を抑制できる。ただし不具合ストリングにおける水素製造量は、不
具合発生前よりも低下する。
 図７においてはダイオード１５２を用いているが、水電解スタック
１１が正常動作しているときの印加電圧を不具合発生時において負担
することができれば、その他の電気的負荷を用いてもよい。

■　実施形態３
本発明の実施形態３においては、水電解スタック１１の健全度をモニ
タリングした結果にしたがって、各ストリングに対する電力分配を調
整する例を説明する。健全度モニタリングは、不具合検知と近い技術
であるが、以下のように区別することができる。不具合検知は、水電
解スタック１１の出力電圧・出力電流などの測定値が規定範囲外に逸
脱したことを検知するものである。これに対して健全度モニタリング
は、その測定値が正常範囲内であるとき、水電解スタック１１の性能
が健全度１００％時からどの程度低下しているかにしたがって、水電
解スタック１１の劣化度（または正常度）を監視するものである。ス
トリングの健全度は、そのストリングに属するスタックの健全度の平
均などによって定義できる。 

図８は、本実施形態３に係る水素製造システム１の構成図である。本
実施形態３において電力分配制御システム１４は、健全度監視部１４
７を備える。その他の構成は実施形態１～２と同様である（図８にお
いては実施形態１と同様の構成例を示した）。健全度監視部１４７は、
水電解スタック１１の健全度を監視する。健全度の例としては、水素
製造の効率（電解効率）などが挙げられる。健全度を表す数値は、新
品が健全度１００％になるように規格化される。
電力分配制御システム１４は、不具合スタックが発生したとき、正常
ストリングに対する電力配分を、健全度に応じて定める。実施形態１
においては、各正常ストリングが負担する電力配分は、経時変化を合
計すると均等である。これに対して本実施形態３においては、健全度
が高いストリングに対する電力配分を、健全度が低いストリングに対
する電力配分よりも多くする。例えば図３の分配方法（２）において、
第１ストリングと第２ストリングは健全度が１００％に近いが、第４
ストリングは健全度がやや低い（例えば９０％）と仮定する。この場
合、第４ストリングが負担する電流密度を例えば２．７Ａ／ｃｍ２と
し、残りの０．３Ａ／ｃｍ２は第１および第２ストリングが負担する
ようにしてもよい。
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本実施形態３に係る水素製造システム１は、水電解スタック１１の健
全度にしたがって、不具合発生時における正常ストリングに対する電
力配分を按分する。これにより、健全度が低いストリングの劣化が抑
制されることになるので、正常ストリングの劣化進行を均一化すること
ができる。 

■　実施の形態４
図９は、本発明の実施形態４に係る水素製造システム１の構成図であ
る。本実施形態４においては、実施形態１～３で説明した構成に加え
て、マネジメントシステム４１と分配器４２を備える。マネジメント
システム４１と分配器４２は、水素製造システム１の一部として構成
してもよいし、水素製造システム１とは別の機能部として構成しても
よい。 本実施形態において、分配器４２は、マネジメントシステム
４１からの指示にしたがって、再生可能エネルギー発電設備４３が発
電した電力を、水電解スタック１１に対して供給するかそれとも需要
家４４へ売電する（すなわち受け取った電力を送配電系統へ出力する）
かを切り替える。マネジメントシステム４１は、例えば両者間の分配
比率を分配器４２に対して指示する。 

マネジメントシステム４１はさらに、需要家４４から各種エネルギー
（電力、熱、水素など）の需要データを収集し、そのデータにしたが
って、エネルギー流通を制御する。例えば、電力需要やそれを反映し
たエネルギーのスポット価格を予測し、電力需要が大きいときは売電
比率を高め、電力需要が小さいときは水素を製造する、などの制御を
実施することができる。これらエネルギーの供給量についても同様に
データを収集し、需要と供給のバランスにしたがって上記制御を実施
してもよい。
64
水素製造システム１からの売電電力が事前申告した計画量に対して増
減した場合（すなわちインバランスが発生した場合）、売電者に対し
てペナルティ料金を課す制度が、多くの国において設けられている。
このペナルティ料金は、電力需要を反映して上下変動する場合がある。
そこでマネジメントシステム４１は、不具合スタックが発生したとき、
ルールに準じてペナルティ料金を試算した上で、不具合発生前の売電
量を不具合発生後において維持するか否かを判断してもよい。売電量
を維持する場合（すなわち水素製造量を維持する場合）は、以上の実
施形態で説明した稼働ローテーションなどによって、水電解スタック
１１の劣化を抑制しつつ売電量を維持する。 マネジメントシステム
４１は、水素の需給データに関しても、需要のひっ迫度合を考慮し、
水素製造量を維持するかどうか（すなわち売電量を維持するかどうか）
を判断してもよい。例えば不具合スタックが発生したとき、水素需要
が大きければ、以上の実施形態で説明した稼働ローテーションなどに
よって、水電解スタック１１の劣化を抑制しつつ水素製造量を維持す
る。あるいは需要家の性質上、水素製造量が減ると支障をきたす（例：
製造プラントにおいて一定程度の水素を常時必要とする）場合は、水
素製造量を維持するように分配比率を決定する。需要家が水素貯蔵設
備を有しており、ある程度の水素製造量の変動を許容できる場合は、
水素製造量を維持する要請は小さい。マネジメントシステム４１は、
これらの事情に鑑みて、水素製造量を維持するか否かを定めてもよい。
66
 ■　本発明の変形例
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形
例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説
明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構
成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構
成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、
ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。
また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置
換をすることが可能である。 非特許文献１の劣化試験において、電
流密度ゼロの時にも水電解セルには１．４Ｖ以上の電圧が印加されて
いるとの記載がある。これは水の電気分解の理論電圧（１．２３Ｖ）
よりやや高く、電解反応が開始される付近の電圧値である。もし運転
中に電圧を０Ｖまで低下させると、逆電流が流れ、水電解セルを劣化
させる恐れがある。したがって本発明においては、水電解スタック
１１に流れる電流がゼロとなる時であっても、水電解スタック１１に
対して電解反応の開始付近の電圧を印加できるように、水電解スタッ
ク１１に対する電力供給経路の入口にＤＣ／ＤＣコンバータ１２を配
置した。同様の役割は、少なくとも２通り以上の電圧出力が可能な電
力変換器によって代替することが可能である。したがってＤＣ／ＤＣ
コンバータ１２に代えて、そのような電力変換器を配置してもよい。
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本発明は、水電解の逆反応である燃料電池にも適用できる。その場合、
水電解スタック１１は燃料電池スタックに置き換わり、電力分配制御
システム１４は発電分担制御システムに置き換わり、電力と水素の流
れは逆向きとなる。以上の実施形態において、電力分配制御システム
１４およびその各機能部は、これらの機能を実装した回路デバイスな
どのハードウェアによって構成することもできるし、これらの機能を
実装したソフトウェアをプロセッサなどの演算装置が実行することに
よって構成することもできる。不具合検知部３、マネジメントシステ
ム４１、についても同様である。 
                                       　　　　　この項つづく      
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※ 特開2023-18241 循環型反応器を用いた無触媒の合成メタン製造技
　 術 国立大学法人東海国立大学機構
※ 特許第7216232号 水素充填設備、水素提供システム及び水素提供
   方法 三菱化工機株式会社/那須電機鉄工株式会社
尚、特許番号及び件名並びに申請者のみの記入したものは後日掲載。
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  風蕭々と碧い時代

Jhon Lennone Imagine



【J-POPの系譜を探る：1972年代】
CAROL（キャロル）は、1970年代に活動した日本のロックバンド。
1972年に結成し同年デビュー、1975年解散。メンバーは矢沢永吉（ベ
ース・ボーカル）、ジョニー大倉（ギター・ボーカル）。内海利勝（
ギター・ボーカル）ユウ岡崎（ドラムス）。1970年代前半、吉田拓郎、
かぐや姫などの活躍で興隆するフォーク勢とは対照的に、マイナーな
存在に甘んじていた日本のロックシーンにとって一筋の光明となった
のがキャロルだった[95][96][97]。単なるサブカルチャーでしかなか
った日本に於けるロックという分野も、キャロルの成功によって一気
にその道が開く。それまでのロック・リスナーのメイン層はハイティ
ーンで、長髪にジーパン姿がロック・ファッションの定番であったが、
リーゼントに革ジャン姿のキャロルの登場は、コンサート会場にリー
ゼント族や女の子たちを動員させ、ロック・リスナー層を一気に"女・
子供"までに広げることに成功。日本のロックバンド「HOUND DOG」（
ハウンド・ドッグ）のボーカル、俳優、タレントの大友 康平（1951.
11.01 － ）は、「70年代の唄に会いに行く: 日本がいちばん輝いてい
た時代」（週刊現代 2014.05.24）で、次のよう述べている。

　矢沢永吉さんのキャロルが出て来て日本のロックシーンは変わり
　ました。デビュー曲の『ルイジアンナ』がラジオから流れた瞬間、
　日本語でもロックはいけるんだと震えました。当時はめちゃめち
　ゃなミキシングだと批判されていたけど、今聞くとすごく新しい
　し、昔はドラムの音が前面にくるサウンドがなかったので革命的
　でしたね。

また、日本の社会学者、武蔵大学社会学部メディア社会学科教授の南
田勝也（1967－）は、、『ロックミュージックの社会学』で次のよう
に論じている。

　1960年代中後期のロック生成期において、ロックンロールとロッ
　クを隔てる最大の要因はアート指標の有無にあったが、キャロル
　はその時期を参照体系にしないで済ませた。1950年代から1960年
　代前期にかけてのロックンロールの価値観ーすなわち肉体、タフ
　ネス、成功への欲望などーに基づいたアメリカン・ドリームの幻
　想をダイレクトかつ戯画的に日本の1970年代に現出させたのがキ
　ャロルという存在だった。この方法論は何度でも通用するわけで
　はなく、その戯画的なイメージには一定の真実味がもたされなけ
　ればならない。その点で矢沢永吉は、著書『成り上がり』という
　タイトルが示すように、過酷な生い立ちに対する反骨の意志を動
　力にするという物語―極端なまでのすさんだ境遇の描写が逆に真
　実味を帯びるようなリアリティ感覚―を可能にするキャラクター
　だった。だからこそ、矢沢及びキャロルは、1970年代という時期
　にメジャー化したうえで、『ロックである』との認証を得たほと
　んど唯一の存在になり得たのである。

● 今夜の寸評：（いまを一声に託す）さぁ！自信をもって進もう。

久しぶりに本格的な特許調査と事業開発の研究を始めだしたうえに、WBC
の決勝戦観戦で朝から夜まで、ヘトヘト状態。