【原】世界首次成功进行大流量液氢泵运行试验

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摘   要：株式会社酉岛制作所开发出世界上首个搭载高温超导电机的大流量高效率液氢泵，并成功进行了运行试验。液氢的高效大量运输有助于大幅降低氢成本，向着实现氢能社会迈出一大步。

关键词：液氢、酉岛制作所、液氢泵、高温超导电机、高温高压多级泵

株式会社酉岛制作所（以下简称“酉岛”）和京都大学工学研究科（以下简称“京都大学”）共同开发出世界上首个搭载高温超导电机的大流量高效率液氢泵。此次，该液氢泵的运行试验取得成功。液氢的高效大量运输有助于大幅降低氢成本，向着实现氢能社会迈出一大步。

开发背景

为实现碳中和，利用燃烧时不排放CO₂的“氢”是不可或缺的举措。但为了实现氢的利用，必须降低其成本。为此，将气态氢液化，使体积减小到原来的1/800，并大量运输被认为是有效的解决方案。与此同时必不可少的是，将冷却到-253℃的液氢，在不发生汽化的情况下以大流量进行高效转移的泵。

2021年，以“用氢泵拯救世界”为使命的酉岛与京都大学共同联手对氢泵的开发发起挑战，并于2023年被采纳为NEDO补助事业“面向竞争性氢供应链构建的技术开发事业”，使得该项目的开发速度进一步加快。

开发要点

（1）利用在高温高压多级泵上积累的技术，实现5000 min^-1的高速旋转

为了对密度小的液氢进行升压，需要支持高速旋转的泵头，在泵振动和轴推力控制方面要求很高的技术。在这一方面，酉岛最大限度地运用了此前在高温高压多级泵开发中积累的技术。

（2）利用超导电机，抑制液氢的汽化

逆向利用液氢处于-253℃这样的极低温环境，采用京都大学研究开发的高温超导电机，将电机发热降低到最低限，抑制液氢的汽化（抑制蒸发气体的产生）。通过这种方式，可以高效地对液氢进行升压。

（3）结合酉岛和京都大学的技术，创造新价值

酉岛将长期积累的水泵技术与京都大学研究开发的高温超导电机相关技术相结合，研制出了解决传统技术难题的泵。

运行试验概要

3月6日、7日，在日本宇宙研究开发机构（JAXA）的能代火箭实验场，使用-253℃的液氢开展了运行试验，确认了预期性能。该液氢泵实现了世界最大流量，基于离心泵的升压量达到了世界最高压。这是突破技术和成本方面重大课题的创新性成果。

开发的液氢泵的规格如下所示：

• 流量：30.5 m³/hr

• 压力：1.6Mpa

• 转速：5000 min^-1

今后的展望

为面向2030年以后氢供应链的商用化，将会以更大流量、更高压力为目标推进开发，以此为实现日本制定的将氢供给成本降低到20日元（约0.95元）/Nm³的目标做出贡献。

酉岛正在开发的大流量、高效率液氢泵，在氢的“制造”、“运输”到“使的所有流程中都是不可或缺的，预计在各个领域的需求将不断扩大。