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世界最高圧100MPa高圧水素ガス透過試験装置の開発【JFEスチール】
2015年4月2日
このたび、当社は世界最高圧となる100MPa、従来比100倍以上の高圧水素ガス透過試験装置を開発しました。これにより高圧水素ガス環境下において、水素が鋼材内へ侵入・拡散する速度の計測および、鋼材内を透過する水素量の検出が可能となりました。
燃料電池自動車の販売開始や東京五輪選手村の水素タウン構想（*1）など、クリーンエネルギー源としての水素の重要性は着実に増しつつあります。その中で、燃料電池自動車に使用される鋼材は、燃料タンクや水素ステーションなどにおいて、70MPaを超える高圧水素ガスにさらされるため、延性や疲労寿命の低下などが生じやすくなるという課題があります。これに対し、安全性を確保し、水素に強い鋼材や表面処理技術の開発を行うため、実際の使用環境である70MPaを超える高圧水素ガスを用いて、鋼材内の水素侵入状況や拡散速度を計測する技術の構築が求められていました。
今回独自に開発した100MPa高圧水素ガス透過試験装置は、水素が鋼材内へ侵入・拡散する速度の計測と共に、これまで難しいとされてきた鋼材内を透過した極微量水素（*2）の検出が可能です。また100MPaもの高圧水素ガスに耐えうる耐圧性や機密性、実験時の水素の漏洩リスクに対する安全性も追求しています。当装置の開発により、国内では1MPa未満、世界でも10MPa以下の低圧水素ガス環境でしか試験できなかったところ、これまでの圧力レベルを遥かに上回る100MPaの高圧水素ガス環境下での試験が可能になりました。当装置を同等圧レベルの高圧水素ガス環境を作る高圧水素ガス暴露試験装置や、鋼材の延性や疲労き裂の状況を計測する高圧水素ガス中材料試験装置と共に用いて、水素に強い鋼材や表面処理技術の開発を既に開始しております。
当社は今後とも、当装置を活用した革新的な技術と商品開発により、お客様の新しいニーズにお応えできる鉄鋼製品の開発に努めてまいります。
（*1）東京都ホームページ（2015年3月調査）
（*2）水素検出限界 ： 3×1010（水素分子数／秒）
【図 ： 100MPa高圧水素ガス透過試験装置模式】
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