研究開発された技術紹介

・高温超伝導線材を用いた駆動機構の開発
-液体水素温度(20K)で動作する高温超伝導線材を用いた駆動機構を試作し、回転と直線駆動の両方を実現した。
-極低温環境で使用可能な新しい駆動電源の設計を行った。
・低温で動作する圧力センサーの開発
-ピエゾ抵抗効果を用いた液体水素温度付近で動作する圧力センサーを開発し、変位測定機能を備えた。
-20K環境中での圧力と変位の精密測定を実現した。
・摩耗試験機の設計・製作
-回転駆動機構と圧力センサーを組み合わせ、極低温環境での摩耗試験が可能な試験機を開発した。
-20Kに冷却可能な冷却機構と真空ジャケットを設計した。
・引張負荷を与える機構の開発
-小型試料用の引張試験装置を設計し、直線駆動力の向上を行った。
-試験片がずれないようにするための治具を開発した。
・熱サイクルを与える機構の開発
-極低温から室温までの温度サイクルを制御可能な機構を開発し、熱サイクル試験を実施した。
・汎用試験機のプロトタイプ製作
-温度と雰囲気制御を備えた試験機のプロトタイプを製作し、様々な環境での試験が可能な装置を実現した。
・液体水素中試験装置の開発
-液体水素中での摩耗試験と引張試験が行える装置を開発し、安全性を確保するための設計を進めた。

・汎用試験機として必要な熱を発生しない駆動機構として、超電導モーターをこれまでの大きなサイズから手のひらサイズへの小型化に成功した。
・小型化した超電導モーターによる、極低温度20K(-253℃)で、一般的な摩耗試験の手法である、Ring on disk摩耗試験の実施に成功することができ、雰囲気制御・温度可変範囲を備えた汎用の試験機のプロトタイプとして試作機を完成させることができた。
・当該研究成果を応用し、液体水素中での摩耗試験及び引張試験ができる機構を研究開発し、液体窒素中で引張試験を実施し、問題なく試験できることを確認できた。

現在のところ、知財の出願は行っていない。

・航空機に使用する水素タンクや水素燃料供給システムなどの試験機。

インフラ(水素ステーション、水素発電、定置型燃料電池)、自動車(燃料電池車)、航空宇宙(航空機、ロケット)などの分野で使用される個体潤滑剤、シール材、構造用部材の評価と、装置販売を計画している。

・液体水素温度並びに液体水素中での摩耗試験を実現するものであり、国際的にみても類を見ない試験機である。
・還元性が強い液体水素の中で摩耗現象を評価することは今まで見えなかった表面劣化の状況が明らかになることが予想され、日本国内のみならず海外からも受託評価の引き合い、試験機販売の引き合いが見込まれる。

・令和9年度からの1台20,000千円程度での装置の販売を計画している。
・令和6～令和7年度の受託評価の中で、装置の操作性に関する追加研究を行い、令和9年度1台、令和10年度2台の販売を予定している。

・液体水素中での試験中に、液体水素が蒸発し、水素ガスが漏れだすことから、蒸発した水素ガスを希釈する機構を組み込んで、液体水素中で試験のできるプロトタイプの完成を目指す。
・超電導モーターを駆動の200A近い大電流を使用するため感電等のリスクを排除する。
・使いやすい試験機にするためユーザーインターフェースを充実させる。