水素エネルギー社会構築に向けた材料研究
理工学部機能創造理工学科 高井 健一 教授
- 研究
【研究の概要】
脱炭素社会の構築に向けた一つのエネルギーとして、水素の利用が期待されている。しかし、水素はプラスとマイナスの両面あり、水素のプラス面はCO2を全く排出しないクリーンなエネルギーであること、一方、マイナス面は、金属材料中に拡散して、金属材料を脆く破壊させる水素脆化を引き起こすことである。
安全な水素社会を構築するためには、水素脆化を抑制する必要がある。その方法として、まず、世界に先駆け本研究室で開発した-200℃から昇温可能な低温昇温脱離装置を用いて、金属材料中に拡散した水素原子のトラップ位置(原子空孔、転位、結晶粒界、析出物など)を特定する。その結果を基に、さまざまな条件(水素量、温度、応力)下で力学特性を評価することで国際的にまだ統一されていない水素脆化メカニズムの解明を目指す。さらに、これら原子スケールから積み上げた基礎研究を通して、耐水素脆化特性に優れた高強度金属材料開発の設計指針を提案する。
【将来の発展性】
本研究により水素脆化を克服した高強度金属材料を創製できたら、安全・安心な水素エネルギー社会構築だけでなく、自動車へ高強度材料を適用でき、車体の軽量化を図れるため、駆動系がガソリンエンジンから電気モーター、さらには燃料電池へと変化しても、いずれにおいても消費エネルギーを低減可能となる。また、建築・構造物、電力、通信、ガスなどの社会基盤構成材料においても、長期間使用による水素脆化が大きな問題となっており、SDGs開発目標No.9の強靭なインフラ整備にも貢献が期待される。
夢の水素社会実現へ 小さくて大きなカベに挑む:上智大学の視点 ~SDGs編~:読売新聞オンライン
担当教員
高井 健一Takai Kenichi
理工学部機能創造理工学科