来たるべき日本の「水素社会」にむけた安全性確保のために!!

~水素ガス環境中での各種材料の安全性・耐久性評価~

理工学部 機械工学科

教授 上野 明

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研究内容

水素は非常に燃焼・爆発しやすく、金属材料へ浸入し脆くする性質がある。さらに燃料電池自動車用水素タンクや水素ステーションでは、70MPa(≒ 700気圧)の高圧水素ガスを貯蔵・保管するため、耐久性・安全性が強く求められている。
本研究では、高圧水素ガス中で使う各種材料の強度を実験で調べるとともに、材料中の「どこに、どの程度」水素が浸入しているかを調べる方法・ノウハウも駆使して、来たるべき「水素利用社会」の早期実現と安全性の保証を担う研究開発を推進している。

高圧水素ガス中実験用簡便実験法(内圧式高圧水素法)

SUS316LのS-N特性

●試験片内部に高圧水素ガス(〜30MPa程度)を封じ込めて実験する方法

●高価な設備は不要で既存の実験装置を利用し、低温・高温での実験も可能

高圧水素ガス中疲労試験装置

高圧水素ガス中疲労試験機全景

●最大120MPaの高圧水素ガス中(室温)で、本格的な耐  水素特性評価が可能
●4点曲げ負荷で、疲労試験・疲労き裂進展試験・破壊じ  ん性試験等が可能

水素マイクロプリント法

●材料中の水素の状態を可視化可能

FRASTA法

●材料の破壊過程を再現可能

応用例

・水素ステーション、燃料電池システム用各種金属製部品の耐久性・安全性評価
・固体高分子形燃料電池用電解質膜の耐久性評価
・水素マイクロプリント法を用いた材料中水素の可視化

研究キーワード

高圧水素ガス ・水素ステーション ・水素サプライチェーン ・水素ぜい化 

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