スラッシュ水素とは?

スラッシュ水素の特徴

 
 液体水素の密度、蒸発潜熱は各々水の 1/14、1/5と小さいため、燃料電池や宇宙ロケットの燃料として使用する際、貯蔵タンクの容積が大きくなり、また、輸送、貯蔵時の侵入熱による蒸発損失のため輸送、貯蔵効率が低下する。

 スラッシュ水素は固体粒子による高密度流体、固体粒子の融解熱を利用する機能性熱流体として優れた特性をもっている。重量固相率 50 wt.%(温度 -259℃、絶対温度 14 K)のスラッシュ水素の場合、大気圧液体水素と比較すると密度が 15%、気体になるまでの冷却能力(エンタルピー)が 18%増加する。

 スラッシュ水素を利用すると水素の効率的な輸送、貯蔵が可能になると共に、配管内を流動する際、侵入熱や超伝導線のクエンチ*による発熱がある場合も熱は固体の融解熱で吸収され、液体の温度上昇と気液二相化**が低減される。

 スラッシュ流体のもう一つの代表的なものとしてスラッシュ窒素がある。当研究所では、固液二相のスラッシュ窒素***を高温超伝導機器の冷媒として使用することも検討している。重量固相率 50 wt.%の場合、大気圧液体窒素(温度 -196℃、絶対温度 77 K)と比較すると密度が 16%、気体になるまでの冷却能力(エンタルピー)が 22%増加する。

 スラッシュ水素は固体粒子による高密度流体、融解熱を利用する機能性熱流体として優れた特性をもっており、水素を高効率に輸送、貯蔵する手段となる

 * クエンチ:超伝導状態が破れて常伝導状態になること。
 ** 気液二相化:気体と液体の二相状態で配管内を流動すると圧力、温度が振動しクエンチ等の原因なる。
 *** 液体、固体、気体が共存する三重点でのスラッシュ窒素の温度は -210℃(絶対温度 63 K)。液体、固体が共存するスラッシュ窒素の温度は圧力にも依存するが、-210℃(絶対温度 63 K)以上となる。