産総研、水素ステーション用蓄圧器の損傷を可視化する技術を開発

産業技術総合研究所(産総研)は3月22日、水素ステーション用蓄圧器の損傷評価技術を開発したと発表した。

同成果は産総研製造技術研究部門トリリオンセンサ研究グループの藤尾侑輝 研究員、坂田義太朗 研究員、寺崎正 研究グループ長、同研究部門の徐超男 総括研究主幹、九州大学の山辺 純一郎 特任教授、村上敬宜 名誉教授、佐賀大学の上野直広 教授、水素エネルギー製品研究試験センターによるもの。1月12日付の学術誌「International Journal of Hydrogen Energy」に掲載された。

水素を貯蔵する方法としては、蓄圧器などの高圧ガス容器での貯蔵が一般的であり、鋼製容器と複合容器の2種類が利用されている。いずれの容器も水素の充塡・放出に伴う加圧・減圧の繰り返しによって生じる容器内部の疲労き裂や水素脆化が懸念となっている。現状は、高圧ガス容器の内部を定期的に目視検査することによって安全性を確保しているが、より簡便に内部の状態を調べることができる検査技術が望まれている。

今回の研究では、外部からの刺激によって繰り返し発光する応力発光シートセンサを水素ステーション蓄圧器の損傷診断技術に応用し、水圧サイクル試験中での内部亀裂の可視化および進展度を算出する技術の開発に取り組み、適用可能性を示すことに成功した。

応力発光体を用いたセンサは、個々のセラミックス微粒子が力学的刺激により繰り返し発光することが特徴。今回開発した技術では、蓄圧器外表面に接着した応力発光シートセンサーの発光分布を撮影することで、水素ガスの充填・放出の繰り返しによって生じる蓄圧器内面の損傷を2次元的に可視化することができるほか、内部亀裂の進展度を発光パターンの変遷から推測することも可能だという。

同技術は、近年整備が進められている水素ステーションの安全・安心への貢献だけでなく、パイプラインや航空機などの安全管理への応用も期待できるという。