世界首次成功進(jìn)行大流量液氫泵運(yùn)行試驗(yàn)
株式會(huì)社酉島制作所（以下簡(jiǎn)稱“酉島”）和京都大學(xué)工學(xué)研究科（以下簡(jiǎn)稱“京都大學(xué)”）共同開發(fā)出世界上首個(gè)搭載高溫超導(dǎo)電機(jī)的大流量高效率液氫泵。此次，該液氫泵的運(yùn)行試驗(yàn)取得成功。液氫的高效大量運(yùn)輸有助于大幅降低氫成本，向著實(shí)現(xiàn)氫能社會(huì)邁出一大步。
為實(shí)現(xiàn)碳中和，利用燃燒時(shí)不排放CO2的“氫”是不可或缺的舉措。但為了實(shí)現(xiàn)氫的利用，必須降低其成本。為此，將氣態(tài)氫液化，使體積減小到原來的1/800，并大量運(yùn)輸被認(rèn)為是有效的解決方案。與此同時(shí)必不可少的是，將冷卻到-253℃的液氫，在不發(fā)生汽化的情況下以大流量進(jìn)行高效轉(zhuǎn)移的泵。
2021年，以“用氫泵拯救世界”為使命的酉島與京都大學(xué)共同聯(lián)手對(duì)氫泵的開發(fā)發(fā)起挑戰(zhàn)，并于2023年被采納為NEDO補(bǔ)助事業(yè)“面向競(jìng)爭(zhēng)性氫供應(yīng)鏈構(gòu)建的技術(shù)開發(fā)事業(yè)”，使得該項(xiàng)目的開發(fā)速度進(jìn)一步加快。
（1）利用在高溫高壓多級(jí)泵上積累的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)5000 min-1的高速旋轉(zhuǎn)
為了對(duì)密度小的液氫進(jìn)行升壓，需要支持高速旋轉(zhuǎn)的泵頭，在泵振動(dòng)和軸推力控制方面要求很高的技術(shù)。在這一方面，酉島最大限度地運(yùn)用了此前在高溫高壓多級(jí)泵開發(fā)中積累的技術(shù)。
（2）利用超導(dǎo)電機(jī)，抑制液氫的汽化
逆向利用液氫處于-253℃這樣的極低溫環(huán)境，采用京都大學(xué)研究開發(fā)的高溫超導(dǎo)電機(jī)，將電機(jī)發(fā)熱降低到最低限，抑制液氫的汽化（抑制蒸發(fā)氣體的產(chǎn)生）。通過這種方式，可以高效地對(duì)液氫進(jìn)行升壓。
（3）結(jié)合酉島和京都大學(xué)的技術(shù)，創(chuàng)造新價(jià)值
酉島將長(zhǎng)期積累的水泵技術(shù)與京都大學(xué)研究開發(fā)的高溫超導(dǎo)電機(jī)相關(guān)技術(shù)相結(jié)合，研制出了解決傳統(tǒng)技術(shù)難題的泵。
3月6日、7日，在日本宇宙研究開發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）的能代火箭實(shí)驗(yàn)場(chǎng)，使用-253℃的液氫開展了運(yùn)行試驗(yàn)，確認(rèn)了預(yù)期性能。該液氫泵實(shí)現(xiàn)了世界最大流量，基于離心泵的升壓量達(dá)到了世界最高壓。這是突破技術(shù)和成本方面重大課題的創(chuàng)新性成果。
開發(fā)的液氫泵的規(guī)格如下所示：
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流量：30.5 m3/hr
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壓力：1.6Mpa
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轉(zhuǎn)速：5000 min-1
為面向2030年以后氫供應(yīng)鏈的商用化，將會(huì)以更大流量、更高壓力為目標(biāo)推進(jìn)開發(fā)，以此為實(shí)現(xiàn)日本制定的將氫供給成本降低到20日元（約0.95元）/Nm3的目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。
酉島正在開發(fā)的大流量、高效率液氫泵，在氫的“制造”、“運(yùn)輸”到“使的所有流程中都是不可或缺的，預(yù)計(jì)在各個(gè)領(lǐng)域的需求將不斷擴(kuò)大。
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