炭素繊維サスペンションリング支持に基づく液体水素タンクコンテナの研究開発と応用
Research and Application of a Liquid Hydrogen Tank Container Based on a Carbon Fiber Suspension Ring Support
水素経済の実現に向け、液体水素の大規模貯蔵・輸送が重要となる中、タンクコンテナの柔軟性が注目されている。蒸発損失を最小限に抑えるため、効率的な支持構造が不可欠である。本研究では、液体水素タンクコンテナの内槽を支持する炭素繊維強化ポリマー(CFRP)サスペンションリングを開発した。特殊な樹脂マトリックスと硬化プロセスの最適化により、サスペンションリングは小さな断面積と低い熱伝導率を活用し、外槽から内槽へのコールドブリッジ熱伝達を大幅に軽減する。77Kおよび4Kでの引張強度、ガス放出率、疲労性能は設計目標を達成した。同サイズのステンレス鋼構造と比較して、等価熱伝導率は約88%低かった。40フィート液体水素タンクコンテナにこのサスペンションリングを組み込んだ結果、1日あたりの液体窒素蒸発率は0.082%/日未満を記録した。また、90%の液体水素充填率で、圧力が0.14MPaに達するまでの保持時間は192時間を超えた。この研究は、高断熱・長期間保持が可能な液体水素貯蔵・輸送装置に重要な技術的サポートを提供する。
- 液体水素タンクコンテナの内槽を支持するCFRPサスペンションリングを開発し、特殊な樹脂マトリックスと硬化プロセスの最適化により、同サイズのステンレス鋼構造と比較して等価熱伝導率を約88%低減した。
- 40フィート液体水素タンクコンテナに本サスペンションリングを搭載し、1日あたりの液体窒素蒸発率が0.082%/日未満を達成した。
- 90%の液体水素充填率で、圧力が0.14MPaに達するまでの保持時間が192時間を超えることを実証した。
- 77Kおよび4Kでの引張強度、ガス放出率、疲労性能が設計目標を達成した。
液体水素の大規模貯蔵・輸送は水素経済の実現における最重要インフラ課題であり、本成果はCFRPサスペンションリングにより蒸発損失を大幅に低減できることを実証した。ステンレス鋼比で等価熱伝導率約88%削減、90%充填時192時間以上の保持時間は、液体水素輸送の商用化に向けたコスト競争力向上に直結し、水素サプライチェーン関連企業への投資判断において注視すべきブレークスルーである。