高圧水素タンクの設計、寿命予測と安全性評価

第1部 燃料電池自動車用高圧水素タンクの安全性

(2023年9月29日 10:30〜12:00)

　カーボンニュートラルの実現のために不可欠な基盤機器の一つが高圧水素容器である。燃料電池自動車をはじめとするモビリティへの展開や水素輸送においては、軽量化の観点から炭素繊維強化プラスチック製の高圧水素容器が多用されている。その評価と設計に経済的合理性を取り込むためには、精度の高い信頼性評価技術が必須である。 　本セミナーでは、評価において既往の破壊力学の適用が難しい理由を明らかにしたうえで、新たな方法論であるメゾスケールモデルに基づく手法を平易に紹介する。

1. 水素燃料電池システムの用途拡大
2. 高圧水素容器を中核とする水素供給マネジメント
3. 高圧水素容器の種類
4. 高圧水素容器の法体系
5. CFRP製高圧水素容器のフィラメントワインディング製法
6. 鋼製容器の設計
7. CFRP製容器設計および製造の現状
8. 燃料電池自動車用高圧水素容器のシリーズ試験
9. 有限要素法による詳細な応力評価
   1. 積層形状の正確なモデル化
   2. メゾスケールモデルの適用性
10. 硬化成形プロセスシミュレーション
11. まとめ
• 質疑応答

第2部 高圧水素容器・CFRP複合容器の設計・要求課題

(2023年9月29日 12:50〜14:20)

1. 高圧水素容器の視点に立った水素社会とその動向
   1. 各種の水素利用アプリケーション
   2. 産業用車両への移行
   3. FCドローンの導入
2. 高圧水素に係る基礎知識
   1. 急速充填時の温度上昇
3. 各種の高圧ガス容器の解説
   1. タイプ1,2,3,4 容器の構造
   2. タイプ3,4 容器の製造方法
4. 高圧水素貯蔵用タイプ3、タイプ4容器に係る基礎知識
   1. 容器認証に関わる要求仕様
   2. ライナーに関わる基本特性
      1. 耐水素劣化
      2. 熱伝導性
      3. 水素透過性
      4. 低温特性
      5. ライナーの座屈現象
5. FCドローン搭載用小型水素容器の市場導入
   1. 水素燃料電池ドローンにおける高圧ガスの安全のためのガイドライン
• 質疑応答

第3部 応力発光による高圧水素容器の寿命予知診断

(2023年9月29日 14:30〜16:00)

　産総研で開発した、力・微小変形を光に情報変換する材料:応力発光体について、応力発光の概要、使用法、適用例 (高圧水素容器の内面欠陥可視化等) を紹介する。

1. 応力発光体
   1. 応力発光
   2. 応力発光体
   3. 応力発光特性
   4. 応力発光機構
   5. 応力発光体の世界的研究開発動向
2. 応力発光技術
   1. 応力発光技術の使用方法
   2. 応力発光技術の特徴
   3. 適用例1 (車体衝突)
   4. 適用例2 (複合材評価)
   5. 適用例3 (他)
3. 応力発光技術の高圧水素容器検査技術への応用
   1. 表面から見えない亀裂の可視化の検証
   2. 亀裂起源の応力発光
   3. 外観検査によるTypeI高圧容器の内面疲労亀裂可視化と進展度解析
4. まとめ
• 質疑応答