主要成果
UNIST（蔚山科学技術院）が主導する研究チームは、多孔質材料である金属有機構造体（MOF）を極低温液体水素タンクに組み込むことで、水素のボイルオフ（蒸発）を抑制し、貯蔵期間を劇的に延長できることをモデル化により明らかにした。シミュレーションの結果、IRMOF-20を用いたシステムでは、中真空断熱条件下において、貯蔵期間を従来の64日から221日まで延長できることが示された。特筆すべきは、この期間延長を実現しつつ、体積容量の約97%を維持できる点にある。
技術・詳細
本研究では、従来の真空断熱タンクに純粋な液体水素のみを貯蔵した場合と、極低温容積内に多孔質固体相（MOF）を導入したタンクを比較検討した。具体的に使用されたIRMOF-20は、高い比表面積を持つ多孔質材料であり、これが液体水素の挙動に影響を与えることで蒸発速度を遅らせる効果を持つ。シミュレーションの条件下では、純粋な液体水素のみの真空断熱タンクでは約64日で水素が枯渇するが、IRMOF-20を統合したシステムでは、その期間を221日まで延ばすことが可能であるという結果が得られた。
背景・業界の文脈
液体水素の貯蔵における最大の課題は、外部からの熱侵入による液体から気体への相変化、いわゆるボイルオフである。これを防ぐために真空断熱などの技術が用いられているが、依然として長期的な保存には限界があった。本研究は、物理的な断熱に加えて、MOFという化学的な吸着剤（Cryo-Adsorption）を組み合わせることで、貯蔵効率を根本的に改善しようとする試みである。この成果は、Institut Laue-Langevinのニュースリリースを通じて公開された。
今後の展望
本モデルが示す通り、体積容量をほぼ維持したまま貯蔵期間を3倍以上に延長できる技術が実用化されれば、液体水素の輸送や長期保管のコストとリスクを大幅に低減できる可能性がある。今後は、シミュレーション結果を実証するための実機での検証や、異なるMOF材料による最適化が進むことが期待される。
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