ニュースリリース概要
高電圧水素製造システムを実現する絶縁配管技術を世界で初めて開発し、耐電圧試験に成功
水電解システムの設置面積を最大50%削減し、都市部や既設プラントの狭小地での水素製造の普及を促進
株式会社日立製作所
株式会社日立製作所(以下、日立)は、水を電気分解することで水素を製造する水電解システム向けに、10kV級の高電圧に対応した絶縁配管技術を世界で初めて*1開発し、実証機による耐電圧試験に成功しました。日立が培ってきた高電圧インバータの知見や複合材料などを用いた独自の絶縁配管技術を採用することで、高電圧下でも、水素ガスや水が混在した状態で、絶縁破壊や漏えいなどの異常が発生しないことを確認しました。
従来の水電解システムでは、電力系統から送電された高電圧を変圧器で段階的に低電圧へ変換し、1kV未満の電圧で水電解スタック*2を駆動して水素を製造していました。今回の技術により、スタックを10kV級の高電圧で直接給電できるようになるため、電圧変換に必要な変圧器の数を大幅に削減できる見込みです。その結果、水電解システムの設置面積を最大50%削減できる想定で、システム設計の自由度が高まることで分散配置の選択肢が広がり、立地条件に応じた柔軟なシステム導入を後押しします。特に、都市部では狭小地の有効活用に、また鉄鋼・石油・化学産業などの既設プラントでは空きスペースを活かした段階的な水素導入に寄与します。
今後は、国内外のパートナー企業との連携や研究機関との協創を通じて、MW(メガワット)級以上の大容量システムの開発・実証を推進するとともに、都市部のほか、再生可能エネルギー発電所(再エネ発電所)、工業地帯、製造拠点など多様な現場への展開を通じてグリーン水素*3の普及拡大、ならびに脱炭素社会の実現に貢献します。
図1 従来の水電解システムと開発システムの比較
*1 世界で初めて: 10kV級の高電圧水電解システム向けに、水素ガス/水の混在環境下で使用でき耐圧・耐熱・耐食性および水素ガスバリア性を備えた「絶縁配管」について、特許事務所による公知例調査に基づく当社確認の範囲では前例が確認できませんでした(当社調べ、調査年月：2025年8月、調査対象：日本で公開・権利化された国内外の発明に関する特許情報)。
*2 水電解スタック: 複数の電解セルを積層し、直流電流を供給して水を水素と酸素に分解する装置。
*3 グリーン水素: 水素は利用時にCO₂を排出せず、多様な産業用途に活用できる。その中でもグリーン水素は、再生可能エネルギー由来の電力を用いて水を電気分解するなど、製造時の温室効果ガス排出量が極めて低い方法で作られた水素のこと。
