水素利用技術集成　Vol.4

高効率貯蔵技術、水素社会構築を目指して

序論 商用普及期を迎える水素エネルギー 岡野 一清
1.はじめに
2.水素エネルギーシステム技術
3.水素製造技術
4.水素貯蔵技術
5.水素利用技術
6.水素を媒体とする再生可能エネルギー貯蔵
7.大規模水素利用技術
8.おわりに

第1編 水素社会構築に向けた要素技術開発の動向
第1章 製造技術
第1節 改質─水素分離膜を用いた改質技術─ 井関 孝弥
1.はじめに
2.水蒸気改質による水素製造
3.水素分離型改質技術とは
4.研究開発事例1─40Nm3/h級試験システム
5.研究開発事例2─触媒一体化モジュール
6.今後の課題と展望

第2節 光触媒 阿部 竜
1.半導体光触媒を用いた水分解
2.可視光を利用した水分解
3.2段階可視光励起型水分解系の開発
4.2段階光励起型水分解系における長波長利用および気体分離生成
5.可視光水分解の現状
6.むすび

第3節 太陽熱利用 児玉 竜也，郷右近 展之
1.はじめに
2.太陽集光システム
3.高温太陽集熱による水素製造法
4.総括と展望

第2章 貯蔵技術
第1節 金属系材料 中村 優美子
1.金属系材料を用いた水素貯蔵の概要
2.金属系材料を用いた水素貯蔵技術の研究動向

第2節 有機系水素キャリア 伊藤 直次
1.はじめに
2.水素供給源
3.有機系水素キャリアによる水素貯蔵の特徴
4.有機系水素キャリアの脱水素による水素取り出し
5.メンブレンリアクターによる脱水素反応の低温化と水素回収
6.水素貯蔵材料としての混合系有機水素キャリア
7.水電解とベンゼン水素化との電気化学的組み合わせ
8.おわりに

第3節 無機系材料 市川 貴之
1.はじめに
2.無機系材料の研究開発動向
3.熱力学特性の制御
4.おわりに

第3章 輸送・供給技術
第1節 輸送用・蓄圧用高圧水素容器 高野 俊夫
1.緒言
2.高圧水素容器の技術基準
3.複合容器の種類と構造および製造プロセス
4.高圧ガス容器の要求仕様
5.本格普及に向けて水素ステーションの低コスト化への取り組み
6.蓄圧器用複合容器の今後の技術課題
7.まとめ

第2節 水素ステーション─FCV・水素インフラの実証事業─ 池田 哲史
1.はじめに
2.普及シナリオ
3.実証研究の概要
4.技術課題の検討
5.今後に向けて
6.おわりに

第２編 ポスト2015に臨む高効率水素貯蔵技術開発
総説 秋葉 悦男
1.はじめに
2.水素の貯蔵技術の概観
3.液体による水素輸送貯蔵
4.固体による水素輸送貯蔵
5.水素貯蔵材料の応用分野
6.水素貯蔵材料の開発の現状
7.まとめ

第1章 貯蔵メカニズム
第1節 新規貯蔵材料開発に向けた貯蔵メカニズム研究の動向 中村 優美子
1.新しい材料の開発に向けた基盤研究の動向
2.産業技術総合研究所における基盤研究─構造解析に基づく水素貯蔵特性の理解と反応機構の解明
3.おわりに─今後の課題と展望

第2節 設計技術
2.1水素貯蔵材料の知的設計─炭素系ナノ構造材料の場合─ 笠井 秀明，中西 寛，Wilson Agerico Diño，三浦 良雄
1.はじめに
2.知的材料設計
3.グラファイト表面に飛来する水素
4.発明の詳細な説明
5.まとめ
2.2全電子混合基底法プログラムを用いた水素貯蔵材料の設計 佐原 亮二，水関 博志，Marcel H. F. Sluiter，大野 かおる，川添 良幸
1.背景
2.計算方法
3.結果と考察
4.まとめ

第3節 水素貯蔵物質の水素貯蔵・放出機構の理論的解明 星野 公三
1.はじめに
2.モデリング
3.計算手法
4.ナノ構造化グラファイトの水素吸蔵放出のシミュレーション
5.まとめと今後の展望

第4節 水素脆性
4.1水素脆化による材料破壊機構の解明 高野 則之
1.はじめに
2.内部応力説
3.格子脆化説
4.局所変形助長説
5.表面吸着説
6.水素助長ひずみ誘起空孔説
7.相変態と水素脆性
8.まとめ
4.2物質輸送理論を用いた水素脆性機構の解析と評価 横堀 壽光，大見 敏仁
1.緒言
2.非可逆輸送過程における現象論的拡散方程式
3.き裂先端近傍の水素拡散・凝集物理モデルとαマルティプリケーション法の検証
4.拡散方程式の数値解法と収束性
5.拡散方程式の数値解の安定性（振動解の制御）
6.差分法（FDM）と有限要素法（FEM）の融合解析（FDM-FEMハイブリッド法）
7.疲労条件下でのき裂先端近傍での水素拡散業種挙動
8.まとめ
4.3キャビテーションピーニングを用いた水素脆化抑止法の構築 祖山 均，髙桑 脩
1.はじめに
2.キャビテーションピーニング
3.キャビテーションピーニングによる金属材料の水素脆化抑止
4.おわりに

第2章 貯蔵材料・システム
第1節 軽元素が拓く新しい貯蔵材料研究の動向 市川 貴之
1.はじめに
2.アミドイミド
3.アンモニアボラン
4.アンモニア
5.ヒドラジン
6.おわりに

第2節 合金系材料
2.1超高圧合成法による新規水素吸蔵合金の探索 亀川 厚則，岡田 益男
1.はじめに
2.超高圧合成法
3.超高圧合成された新規マグネシウム系金属間化合物
4.超高圧水素中合成されたマグネシウム系水素化物
5.超高圧水素合成された新規リチウム系水素化物
6.おわりに
2.2相分離型水素吸蔵金属間化合物の研究 佐藤 正志，久慈 俊郎
1.はじめに
2.Mg系合金の問題点
3.相分離型水素吸蔵合金
4.Mg17Al12-H系の圧力-組成等温線
5.Mg17Al12-H系の熱力学
6.おわりに
2.3分子性多金属ヒドリドクラスターの合成と水素吸蔵性能 島 隆則，侯 召民
1.はじめに
2.多金属クラスターによる可逆的な水素吸蔵反応
3.希土類金属とd-ブロック遷移金属を含む異種多金属ヒドリドクラスターの合成および水素吸蔵特性
4.三核チタンヒドリドクラスターの合成とそれを用いた窒素分子の切断・水素化反応
5.おわりに

第3節 ペロブスカイト系材料─ペロブスカイト型水素化物の生成条件と物性・機能性─ 池田 一貴，高木 成幸，大友 季哉，折茂 慎一
1.はじめに─ペロブスカイト化合物の物性・機能性
2.幾何学的条件から推測するペロブスカイト水素化物の生成領域
3.NaMgH3の水素貯蔵特性
4.CaPdH3-Xの水素貯蔵特性
5.LiNiH3の電子状態および生成過程
6.まとめと今後の展開

第4節 炭素系材料─単層カーボンナノチューブを用いた水素貯蔵技術─ 西宮 伸幸
1.はじめに
2.水素貯蔵容量に関する実験事実
3.水素吸着の構造化学的考察
4.水素吸着等温線の解析に基づく熱力学的知見
5.水素貯蔵容量の比表面積依存性の再論
6.水素貯蔵容量を支配する要因
7.おわりに

第5節 包接化合物系材料
5.1グロー放電法によるかご型分子（オクタシルセスキオキサン）への水素原子の包接 駒口 健治
1.はじめに
2.グロー放電
3.包接水素原子の測定
4.放電条件の包接率への影響
5.脱離挙動
6.おわりに
5.2ガスハイドレートを用いた分子状水素の貯蔵 菅原 武
1.はじめに
2.水素分子を包接したハイドレートの相平衡関係と水素分子の籠占有性
3.圧力スイング法によるTHFハイドレートの水素貯蔵能力
4.貯蔵率向上と生成条件の緩和を両立させる方法の探索─チューニング効果
5.水素貯蔵媒体としてのガスハイドレートの可能性
6.おわりに

第6節 有機ハイドライド
6.1ケミカルハイドライドを用いた水素貯蔵輸送システム 庄野 厚，斉藤 泰和
1.はじめに
2.メチルシクロヘキサン/トルエン系の脱水素反応
3.過熱液膜状態における脱水素反応
4.連続式脱水素反応装置の開発
5.まとめ
6.2均一系錯体触媒を用いた有機分子からの水素発生と可逆的有機ハイドライド水素貯蔵システムの開発 藤田 健一，山口 良平
1.はじめに
2.機能性配位子を有する均一系錯体触媒を用いたアルコールの脱水素化反応
3.触媒的脱水素化/水素化に基づく2-プロパノールとアセトンの可逆的変換
4.機能性配位子を有する均一系錯体触媒を用いた含窒素複素環式化合物の脱水素化/水素化
5.おわりに

第7節 アンモニア系材料
7.1水素キャリアとしてアンモニアを用いる「アンモニアエネルギーシステム」 伊藤 靖彦
1.はじめに
2.水素キャリアとしてのアンモニア
3.水素キャリアとしてみたアンモニアの課題
4.アンモニアの種々の合成法
5.水素と窒素からの常圧アンモニア電解合成
6.水と窒素からのアンモニア電解合成
7.今後の展望
8.おわりに
7.2水素キャリアとしてのアンモニアボランの研究開発 井上 博史
1.はじめに
2.アンモニアボランとは
3.アンモニアボランの脱水素プロセス
4.アンモニアボランの再生
5.おわりに

第8節 スラッシュ水素を用いた高効率水素エネルギーシステム 大平 勝秀
1.はじめに
2.磁気冷凍法による水素液化
3.スラッシュ水素製造法
4.スラッシュ水素用高精度密度計，質量流量計
5.スラッシュ水素，液体水素の核沸騰熱伝達特性
6.スラッシュ水素，スラッシュ窒素の管内流動，伝熱特性
7.おわりに

第3章 10質量％級錯体系水素貯蔵材料実現による貯蔵技術のパラダイムシフト 李 海文，秋葉 悦男
1.はじめに
2.水素貯蔵技術
3.水素化物を用いた固体水素貯蔵材料
4.高密度水素貯蔵材料としてのボロハイドライド
5.まとめと展望