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日本機械学会誌に、水素社会の特集をしていました。
水素自体は２次エネルギーですが、以下のことから水素社会が来るとのことです。
・種々のエネルギーから水素生成できること
・水素からのエネルギー変換効率がよいこと
・再生可能エネルギーから水素を作ればCO2排出が実質ゼロであること
・長距離輸送媒体としても適していること
・燃料電池以外にも新しいエネルギーシステムが可能なこと
但し、水素の生成、運搬、貯蔵の各プロセスにおいて、当然ながら課題も多くあります。
一番身近な活用として、燃料電池車での燃料としての水素ですが、その際に考えられる設計要求としては、主に以下のようなものがあります。
・水素ステーションからの水素充填による70MPaにもなる圧力荷重の10万回サイクルに耐えること
・高圧下での、衝撃、火災に耐えること
・非常時は水素がリークして爆発を避けること
・水素脆性がない、あるいは低い材料を使うこと
・複合材などの補強により軽量化を図ること
このような設計をする際には、ASME基準である圧力容器に関する「公式による設計」と寿命、損傷モードを考慮した「解析による設計」があります。
まさにV&Vの世界であると言えます。
[From N.Sahashi]
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【構造】有限要素法の脇役シリーズ Vol.18- 水素社会とCAE
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