水素は、典型的な「鶏が先か卵が先か」の問題を抱えている。つまり、供給者を参入させるのに十分な需要がなく、十分な需要を促進するのに十分な供給もないのだ。
あるスタートアップ企業は、双方にとっての解決策を持っていると考えている。
シカゴに拠点を置くセラダイン社は、既存の燃料電池および電解装置の膜に適用できるナノ粒子コーティングを開発しました。同社の創業者兼CEOであるゲイリー・オン氏によると、この材料は既存の燃料電池設計の耐久性を劇的に向上させると同時に、水素製造効率を15～20%向上させる可能性があるとのことです。
TechCrunchが独占的に入手した情報によると、セラダイン社は最近、シードラウンドで450万ドルを調達した。このラウンドはDynamo VenturesとManivがリードし、EPS Venturesも参加した。調達資金は、この素材のさらなる製造に充てられ、耐久性と効率性を証明するための試験をさらに実施する予定だ。
オン氏が初期の事業計画を練っていたとき、需要側をまず取り組むべきだと主張する専門家と、供給側を主張する専門家の意見を聞いた。
「実のところ、両方です」とオン氏はTechCrunchに語った。「私たちは、産業の脱炭素化には水素が必要だと考えています。そして、他社が問題の片方の側面にばかり取り組んでいて、もう片方の側面には取り組んでいないことを非常に懸念しています。」
水素を生成するために、エンジニアは同じ基本的な化学反応をどちらかの方向に実行します。一方の方向に実行すると、電気を使って水から水素と酸素を生成します。これは電気分解装置と呼ばれます。もう一方の方向に実行すると、水素と酸素から電気と水が生成されます。これは燃料電池と呼ばれます。燃料電池と電気分解装置は、それぞれサイクルの半分をより効率的に実行するための調整が施されていますが、本質的には基本的に同じ設計です。
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どちらの場合も、燃料電池の片側ともう片側を隔てるプロトン交換膜（PEM）を水素が透過するリスクがあります。水素が透過すると、燃料電池の耐久性が低下し、電解槽内で危険な状態が生じる可能性があります。
膜は依然として水素を透過する必要があるため、科学者たちはプロトンを完全に遮断することはできません。その代わりに、透過速度を遅くしようと試みます。通常、これは膜の厚さを増やすことを意味します。しかし残念ながら、膜を厚くするとシステムの効率が低下し、燃料電池が直面する耐久性の課題を完全に解決することはできません。水素の生産は安価ではないため、少しでも水素を節約することが重要なのです。
セラダイン社は、自社の技術により膜の薄型化が可能になると述べている。同社が出願した特許によると、膜は酸化チタンなどの結晶性金属酸化物でコーティングされている。最終製品を製造するために、セラダインは従来のロールツーロール方式の膜製造プロセスに新たな工程を導入する。「残りの工程はそのまま残ります」とオング氏は述べた。これにより、全体的な製造コストの削減が期待される。
インフレ抑制法は、グリーン水素生産に対して水素1キログラムあたり3ドルの税額控除を設けており、これを活用すれば、セラダインのコーティングにより、水素生産コストを現状の1キログラムあたり1ドルまで引き下げることができるとオン氏は述べた。これは、多くの人が水素が様々な用途において化石燃料と競合できるようになると予想するコストである。
オング氏によると、セラダイン社は自動車メーカーと協議中で、検証のために膜材料を送付したという。（トヨタは投資家ではないが、スプートニク・アクセラレーター・プログラムの一環として、このスタートアップ企業に助言を提供した。）セラダイン社はまた、北東部の電力網パートナーと電解装置プロジェクトの契約を締結した。
このスタートアップ企業は、まず自動車・トラック会社向けに燃料電池用の膜材料を販売します。その売上で1MWから10MW規模の電解装置の製造を開始し、その後、公益事業会社や石油・ガス会社に販売する予定です。
セラダインのビジネスモデルは、鶏が先か卵が先かという問題の両面を巧みに解決しているが、どちらの分野でも成功はナノ粒子コーティングの生産規模拡大に大きく依存する。同社には多くの課題が待ち受けている。市場の両面、特に水素のように未開発の分野に取り組むことは、シードステージのスタートアップにとって大きな挑戦となる。とはいえ、スタートアップは低い目標を掲げても成功しない。
ティム・デ・チャントはTechCrunchのシニア気候担当記者です。Wired誌、シカゴ・トリビューン、Ars Technica、The Wire China、そしてNOVA Next（創刊編集長）など、幅広い出版物に寄稿しています。
デ・チャント氏はMIT（マサチューセッツ工科大学）のサイエンスライティング大学院プログラムの講師も務めており、2018年にはMITでナイト科学ジャーナリズムフェローシップを受賞しました。フェローシップ期間中、気候変動技術の研究とジャーナリズムの新たなビジネスモデルの探求に取り組みました。カリフォルニア大学バークレー校で環境科学、政策、経営学の博士号を取得し、セント・オラフ大学で環境学、英語学、生物学の学士号を取得しています。
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