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特集:自動車材料の最新技術動向
序論 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・5
㈱本田技術研究所 栃木研究所 主任研究員 佐藤 登
--------------------------------------------------------------------------------
貴金属が自己再生するインテリジェント触媒・・・・・・・・・7
ダイハツ工業㈱ 材料技術部 主査 田中裕久
持続性社会のために, 車はどうあればいいのだろうか。 従来の工業材料は劣化による性能低下
が避けられなかった。 われわれは世界で初めて, 触媒が排ガスを浄化しながらみずからをリフレ
ッシュし, いつまでも高性能を維持する 「インテリジェント触媒」 を開発した。 この技術を熟
成し, 走れば走るほど街の空気をきれいにするクリーン自動車の実現をめざしていきたい。
～目次～
1.はじめに
2.インテリジェント触媒
3.研究の背景
4.インテリジェント触媒の特性
5.湖西性メカニズムの解明
5.1 ラボ分析装置による解析
5.2 シンクロトロン放射光によるX線回析ならびにX線異常散乱分析
5.3 シンクロトロン放射光によるX線微細構造解析
6.実用化とこれからの発展
--------------------------------------------------------------------------------
プラスチック材料と軽量化技術 ・・・・・・・・・・・・・・・・・17
三井化学㈱研究開発部門石化研究所新製品開発グループリーダー 植野光平
自動車にプラスチック材料が採用されて久しい。 プラスチック材料はデザインフリーで, 成形
加工が容易であるため, 自動車での使用比率が増大している。 また, 地球環境問題から自動車の
軽量化が注目されており, 軽量素材としてのプラスチック材料の位置づけがますます重要になりつ
つある。 本報では, プラスチック材料を使用した軽量化技術の最近の動向について述べ, 今後を
展望した。
～目次～
1.はじめに
2.軽量化へのアプローチ
3.ポリプロピレンの開発動向
3.1 ポリプロピレン
3.2 PPコンパウンド
4.各種部品の軽量化
4.1 内装部品
4.2 外装部品
4.3 エンジン部品
4.4 車体部品など
5.モジュール化による軽量化
6.今後の材料開発
6.1 植物由来のプラスチック
6.2 ナノコンポジット
6.3 窓材
7.おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
自動車用高機能表面処理鋼板 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・30
JFE スチール㈱ スチール研究所 表面処理研究部部長 加藤千昭
JFE スチール㈱ スチール研究所 副所長 山下正明
自動車車体に用いられる鋼板は, 耐久性, 環境負荷削減などの観点で革新が求められている。
本報告では, 車体防錆を目的にした高機能表面処理鋼板の開発で, 特に高強度鋼板下地の溶融系
メッキ鋼板, 潤滑処理鋼板, 塗装鋼板について最近の開発状況, 今後の開発課題を述べる。
～目次～
1.はじめに
2.自動車用高機能表面処理鋼板の開発の動向
3.Zn系表面処理鋼板の防錆性
4.各種高機能表面処理鋼板の開発経緯
4.1 合金化溶融亜鉛メッキ鋼板(GA)
4.2 自動車用亜鉛メッキ鋼板(GI)
4.3 自動車用塗装鋼板
5.今後の課題
--------------------------------------------------------------------------------
エネルギー貯蔵システムと機能材料・・・・・・・・・・・・40
(株)本田技術研究所 栃木研究所 主任研究員 佐藤 登
自動車のエネルギー形態として従来の内燃機関だけでなく, 電気自動車, ハイブリッド自動車
および燃料電池自動車などの, いわゆる電気駆動システムが組み込まれた新たな開発が世界的に
進んでいる。 このようななか, 電池やキャパシターはこれらの先進駆動車両の進化そのものに直
結するキーコンポーネントであるが, なかでもそれを構成する機能材料がさまざまな特性を決定
づけているだけではなく, 新しいブレークスルー機能を提供する要素となっている。
～目次～
1.はじめに
2.電動車両システムの開発動向
2.1 ハイブリッド電気自動車の開発動向
2.2 電気自動車の開発動向
2.3 燃料電池自動車の開発動向
3.エネルギー貯蔵システムの開発動向
3.1 現状と今後の展望
3.2 大容量エネルギー貯蔵システムと機能材料
4.おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
固体高分子形燃料電池と機能材料・・・・・・・・・・・・・57
横浜国立大学大学院工学研究院 教授 太田健一郎
横浜国立大学大学院工学研究院 博士課程後期 2 年 鈴木裕一
自動車用として注目されている固体高分子形燃料電池は,内燃機関と比べ,多くのメリットをもつ。
しかし大量普及に向けていくつかの課題があり,このためには高温作動化,ないしは使用している白
金量の削減が必要となる。 本稿ではこれを達成するための電解質,電極,セパレーターを材料面から
見直し,今後の展望について示した。
～目次～
1.はじめに
2.燃料電池発電
2.1 理論効率
2.2 燃料電池の種類
3.自動車用燃料電池システム
3.1 燃料電池自動車用燃料
3.2 PEFCスタックの特性
4.PEFCの課題
4.1 反応抵抗Rc’ RA
4.2 電解質抵抗 Rs
4.3 クロスオーバーによる電位降下Vc
4.4 物質移動に伴う電圧降下VM
4.5 今後の課題
5.電極材料の研究・開発動向
5.1 Pt触媒における酸素還元反応
5.2 高活性カソード触媒の開発
5.3 三相界面の形成技術
5.4 非白金系触媒の探索
5.5 メタノール酸化触媒
6.電解質膜の研究・開発動向
6.1 高温作動メリット
6.2 常温溶融塩のPEFCへの適用
7.セパレーター材料の開発動向
7.1 カーボンセパレーター
7.2 金属セパレーター
8.おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
燃料電池用フッ素系固体高分子膜材料・・・・・・・・・・・・・・68
旭化成㈱PEM プロジェクト事業開発部長 小谷貴彦
燃料電池用フッ素系固体高分子膜材料について, 旭化成における開発状況を述べる。 化学構造
を新たに設計したパーフルオロカーボンスルホン酸ポリマーからなる Aciplex SF702 x は, 耐
熱性が従来に比べて約 30 ℃高く, 大きなイオン交換容量 1.4 meq/g によって低加湿条件での
プロトン伝導性に優れている。 このフッ素系膜材料は燃料電池の高温低加湿作動への適合性が期
待される。
～目次～
1.はじめに
2.固体高分子膜の役割と必要特性
2.1 基本的な役割
2.2 要求特性
3.パーフルオロカーボンスルホン酸ポリマー膜の特性
3.1 開発の歴史
3.2 構造と特性
4.実用化に向けた課題
5.フッ素系固体高分子膜の開発動向
5.1 機械特性の改善
5.2 高温低加湿作動用の耐熱性材料の開発
5.3 長期耐久性
6.おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
Material Report
R&D
最近のナノ粒子複合化技術・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・77
㈱ホソカワ粉体技術研究所 粉体工学研究所 所長 猪木雅裕
ナノ粒子を用いた複合化技術は, 新物質の創製を比較的容易に実現できるため, ナノパーティ
クルテクノロジーを新たにブレークスルーする手法の一つとして期待されている。 本稿では当社が
最近開発を行った機械的複合化装置ノビルタと気相化学反応装置ナノクリエータの 2 つの複合化
技術を取り上げて, それぞれの技術的なデータを具体的に紹介する。
～目次～
1.はじめに
2.ナノ粒子複合化とは
3.機械的複合化装置ノビルタ
3.1 構造
3.2 実施例
3.3 特長
4.気相化学反応装置ナノクリエータ
4.1 原理と特徴
4.2 実施例
4.3 応用例
5.おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
超高速動画対応液晶ディスプレイの開発・・・・・・・・・・・・87
三菱電機㈱ 液晶事業統括部 設計部 部長 小林和弘
三菱電機㈱ 液晶事業統括部 設計部 専任 中西邦文
液晶ディスプレイにおいて, 動画ボケを最小にした良好な動画表示を実現することが重要な課題
となっている。 われわれはまず Feed Forward Driving (FFD ) を開発し, 中間調を含めた液
晶の応答速度を改善した。 次いで, この技術をベースに OCB 液晶モードと最適化した黒挿入技術
を組み合わせ, 超高速動画対応液晶ディスプレイを開発した。 本論文ではこれらの技術内容につい
て概説する。
～目次～
1.はじめに
2.FFD技術
3.クロ挿入手法
4.OCBモードを用いた高速応答化
5.超高速応答AMLCDの特性
6.おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
INFORMATION CORNER・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・95
序論 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・5
㈱本田技術研究所 栃木研究所 主任研究員 佐藤 登
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貴金属が自己再生するインテリジェント触媒・・・・・・・・・7
ダイハツ工業㈱ 材料技術部 主査 田中裕久
持続性社会のために, 車はどうあればいいのだろうか。 従来の工業材料は劣化による性能低下
が避けられなかった。 われわれは世界で初めて, 触媒が排ガスを浄化しながらみずからをリフレ
ッシュし, いつまでも高性能を維持する 「インテリジェント触媒」 を開発した。 この技術を熟
成し, 走れば走るほど街の空気をきれいにするクリーン自動車の実現をめざしていきたい。
～目次～
1.はじめに
2.インテリジェント触媒
3.研究の背景
4.インテリジェント触媒の特性
5.湖西性メカニズムの解明
5.1 ラボ分析装置による解析
5.2 シンクロトロン放射光によるX線回析ならびにX線異常散乱分析
5.3 シンクロトロン放射光によるX線微細構造解析
6.実用化とこれからの発展
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プラスチック材料と軽量化技術 ・・・・・・・・・・・・・・・・・17
三井化学㈱研究開発部門石化研究所新製品開発グループリーダー 植野光平
自動車にプラスチック材料が採用されて久しい。 プラスチック材料はデザインフリーで, 成形
加工が容易であるため, 自動車での使用比率が増大している。 また, 地球環境問題から自動車の
軽量化が注目されており, 軽量素材としてのプラスチック材料の位置づけがますます重要になりつ
つある。 本報では, プラスチック材料を使用した軽量化技術の最近の動向について述べ, 今後を
展望した。
～目次～
1.はじめに
2.軽量化へのアプローチ
3.ポリプロピレンの開発動向
3.1 ポリプロピレン
3.2 PPコンパウンド
4.各種部品の軽量化
4.1 内装部品
4.2 外装部品
4.3 エンジン部品
4.4 車体部品など
5.モジュール化による軽量化
6.今後の材料開発
6.1 植物由来のプラスチック
6.2 ナノコンポジット
6.3 窓材
7.おわりに
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自動車用高機能表面処理鋼板 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・30
JFE スチール㈱ スチール研究所 表面処理研究部部長 加藤千昭
JFE スチール㈱ スチール研究所 副所長 山下正明
自動車車体に用いられる鋼板は, 耐久性, 環境負荷削減などの観点で革新が求められている。
本報告では, 車体防錆を目的にした高機能表面処理鋼板の開発で, 特に高強度鋼板下地の溶融系
メッキ鋼板, 潤滑処理鋼板, 塗装鋼板について最近の開発状況, 今後の開発課題を述べる。
～目次～
1.はじめに
2.自動車用高機能表面処理鋼板の開発の動向
3.Zn系表面処理鋼板の防錆性
4.各種高機能表面処理鋼板の開発経緯
4.1 合金化溶融亜鉛メッキ鋼板(GA)
4.2 自動車用亜鉛メッキ鋼板(GI)
4.3 自動車用塗装鋼板
5.今後の課題
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エネルギー貯蔵システムと機能材料・・・・・・・・・・・・40
(株)本田技術研究所 栃木研究所 主任研究員 佐藤 登
自動車のエネルギー形態として従来の内燃機関だけでなく, 電気自動車, ハイブリッド自動車
および燃料電池自動車などの, いわゆる電気駆動システムが組み込まれた新たな開発が世界的に
進んでいる。 このようななか, 電池やキャパシターはこれらの先進駆動車両の進化そのものに直
結するキーコンポーネントであるが, なかでもそれを構成する機能材料がさまざまな特性を決定
づけているだけではなく, 新しいブレークスルー機能を提供する要素となっている。
～目次～
1.はじめに
2.電動車両システムの開発動向
2.1 ハイブリッド電気自動車の開発動向
2.2 電気自動車の開発動向
2.3 燃料電池自動車の開発動向
3.エネルギー貯蔵システムの開発動向
3.1 現状と今後の展望
3.2 大容量エネルギー貯蔵システムと機能材料
4.おわりに
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固体高分子形燃料電池と機能材料・・・・・・・・・・・・・57
横浜国立大学大学院工学研究院 教授 太田健一郎
横浜国立大学大学院工学研究院 博士課程後期 2 年 鈴木裕一
自動車用として注目されている固体高分子形燃料電池は,内燃機関と比べ,多くのメリットをもつ。
しかし大量普及に向けていくつかの課題があり,このためには高温作動化,ないしは使用している白
金量の削減が必要となる。 本稿ではこれを達成するための電解質,電極,セパレーターを材料面から
見直し,今後の展望について示した。
～目次～
1.はじめに
2.燃料電池発電
2.1 理論効率
2.2 燃料電池の種類
3.自動車用燃料電池システム
3.1 燃料電池自動車用燃料
3.2 PEFCスタックの特性
4.PEFCの課題
4.1 反応抵抗Rc’ RA
4.2 電解質抵抗 Rs
4.3 クロスオーバーによる電位降下Vc
4.4 物質移動に伴う電圧降下VM
4.5 今後の課題
5.電極材料の研究・開発動向
5.1 Pt触媒における酸素還元反応
5.2 高活性カソード触媒の開発
5.3 三相界面の形成技術
5.4 非白金系触媒の探索
5.5 メタノール酸化触媒
6.電解質膜の研究・開発動向
6.1 高温作動メリット
6.2 常温溶融塩のPEFCへの適用
7.セパレーター材料の開発動向
7.1 カーボンセパレーター
7.2 金属セパレーター
8.おわりに
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燃料電池用フッ素系固体高分子膜材料・・・・・・・・・・・・・・68
旭化成㈱PEM プロジェクト事業開発部長 小谷貴彦
燃料電池用フッ素系固体高分子膜材料について, 旭化成における開発状況を述べる。 化学構造
を新たに設計したパーフルオロカーボンスルホン酸ポリマーからなる Aciplex SF702 x は, 耐
熱性が従来に比べて約 30 ℃高く, 大きなイオン交換容量 1.4 meq/g によって低加湿条件での
プロトン伝導性に優れている。 このフッ素系膜材料は燃料電池の高温低加湿作動への適合性が期
待される。
～目次～
1.はじめに
2.固体高分子膜の役割と必要特性
2.1 基本的な役割
2.2 要求特性
3.パーフルオロカーボンスルホン酸ポリマー膜の特性
3.1 開発の歴史
3.2 構造と特性
4.実用化に向けた課題
5.フッ素系固体高分子膜の開発動向
5.1 機械特性の改善
5.2 高温低加湿作動用の耐熱性材料の開発
5.3 長期耐久性
6.おわりに
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Material Report
R&D
最近のナノ粒子複合化技術・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・77
㈱ホソカワ粉体技術研究所 粉体工学研究所 所長 猪木雅裕
ナノ粒子を用いた複合化技術は, 新物質の創製を比較的容易に実現できるため, ナノパーティ
クルテクノロジーを新たにブレークスルーする手法の一つとして期待されている。 本稿では当社が
最近開発を行った機械的複合化装置ノビルタと気相化学反応装置ナノクリエータの 2 つの複合化
技術を取り上げて, それぞれの技術的なデータを具体的に紹介する。
～目次～
1.はじめに
2.ナノ粒子複合化とは
3.機械的複合化装置ノビルタ
3.1 構造
3.2 実施例
3.3 特長
4.気相化学反応装置ナノクリエータ
4.1 原理と特徴
4.2 実施例
4.3 応用例
5.おわりに
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超高速動画対応液晶ディスプレイの開発・・・・・・・・・・・・87
三菱電機㈱ 液晶事業統括部 設計部 部長 小林和弘
三菱電機㈱ 液晶事業統括部 設計部 専任 中西邦文
液晶ディスプレイにおいて, 動画ボケを最小にした良好な動画表示を実現することが重要な課題
となっている。 われわれはまず Feed Forward Driving (FFD ) を開発し, 中間調を含めた液
晶の応答速度を改善した。 次いで, この技術をベースに OCB 液晶モードと最適化した黒挿入技術
を組み合わせ, 超高速動画対応液晶ディスプレイを開発した。 本論文ではこれらの技術内容につい
て概説する。
～目次～
1.はじめに
2.FFD技術
3.クロ挿入手法
4.OCBモードを用いた高速応答化
5.超高速応答AMLCDの特性
6.おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
INFORMATION CORNER・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・95
