水素社会に向けた水素貯蔵材料の特性及び材料機能の評価
Akito Takasaki
髙﨑 明人教授、工学博士、博士（理学）
材料工学（ナノテク・金属物性）
機械工学科
研究の概要
脱炭素に向けた活動が世界各国で活発になり、二次エネルギーである水素が注目されています。水素は、原子番号が1番であり、最も原子半径が小さいことから、金属材料中に比較的容易に侵入します。水素吸蔵合金では、金属材料中に侵入した水素を積極的に材料中に留め、水素を貯蔵しようとするもので、単位体積当たりの水素貯蔵量が、水素ガスタンクを大きく超えるものがあります。一方、鉄鋼材料等の先進材料では、微量水素の侵入が材料を脆（もろ）くする場合もあります。本研究では、将来の水素社会に向けた金属材料の水素貯蔵や機械的性質の変化のポジティブおよびネガティブ両面の研究を実験やシミュレーションにより進めます。その他、植物系バイオマスの有効利用に関する研究等も進める予定です。
下の図は、水素吸蔵用チタン基準結晶粉末の透過電子顕微鏡写真です。左側：粉末全体像、真ん中：高分解能像、右側：原子配列の局所像（原子の配列が完全平面が作れない五角形からなっています）。原子間の隙間に水素原子が入ります。
研究成果の社会での実装、活用シーン
安全に水素を高密度に貯蔵できる水素吸蔵合金は、将来の水素社会における水素の貯蔵方法の一つとして考えられ、世界的に研究が続けられています。燃料電池自動車の高圧水素ガスタンク内に水素貯蔵合金を内蔵してハイブリッドタンクとしての使用や家庭用燃料電池の定置利用等が考えられます。また、金属材料の水素による機械的性質に関する研究では、水素を利用するシステムの安全性担保の提案に繋がります。
高校生へのメッセージ
材料の研究は、分析装置や試験機等を用いて特性評価を行うことが多く、研究のアプローチとしては、材料を壊して中を見ることがほとんどで、何か大型の機械を組み立てるものではありません。そのため、地味なイメージを持たれるかもしれませんが、世界中に多くの研究者がいます。皆さんの研究で、世界の研究者・科学者と繋がれるチャンスがいっぱいあります。そのためには、隙間時間での英語の勉強も続け、グローバルに活躍できる技術者を目指してください。