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水素が漏れない容器ができたのでしょうか？
高圧ガスに詳しい方の回答をお願いいたします。 昨今水素がとても取りざたされていますが、知る限り、どのような容器に入れても水素は漏れてしまうはずです。ナイロン製の車載高圧タンクが、華々しく発表されたりしていますが、その辺り、基本的なところは解決したのでしょうか？ それとも、今まで１００漏れてしまったものが、３０くらいに減ったとか、そういう話でしょうか？
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実際に責任者の近くに居ましたが、他のお答に出た「爆発限界」は水素の場合 やたらに広いので「非常に嫌」。 なお「爆発限界」というと恐そうだがただの「空気中における燃焼可能濃度」 の事で、大した事ではない。 だが私の父は非常に恐れた、水素分子はは分子量がやたらに小さく「拡散定数」 が大きい、術語を使わずに言えば、小さいからどんな隙間や孔からでも容易に 漏れる。 さらにやたらに軽い、良い面と悪い面がある、良い面:飛行船ツェッペリンが炎上 したとき乗員・乗客の犠牲者は非常に少なかった。水素は空気に比して非常に 軽いから水素は燃えながら上空へ行ってしまった。だから残っている映像は派手だが よく見ると地上付近ではみんな逃げている。 嫌な面:水素の質量当たりの発熱量が小さすぎる、だから容器に高圧で詰めねば ならない経済産業省が言い出したとき研究者は「気が狂った」と思った。 通常のガスは上限が１６０気圧だ、それを１０００気圧以上で詰めろという。 経済産業省には「技官」が多く機械も多いが化学も多い、機械屋はなんとかしろ と言うが化学屋は絶対嫌だという。結局特殊法人の高圧ガス保安協会が「何とか する」羽目になった、危うい所で私はそこから逃げた。あ、もう一つあった、水 素が漏れると不良導体なので静電気が起きこれが発火原になる。 水素にはさらに嫌な性質が二つある。一、金属水素化物を容易に作り粉末になる、 避ける事は出来る、容器の内側にプラのシートを貼り付ける、簡単だ。二、水素 にはスピルオーバーという金属の中を気楽に通ってしまう性質がある、超高純度 水素は白金族の金属を高圧で通過させると出来る。 あとはパッキングとねじ込みだが、どこかで事故が起きるだろう。だが搭乗者には タンクから離れた位置に乗るから大して被害は無いだろうが、自動車なら全部熔け ちゃうだろう。ねじ込みが一番危ない、上記の様に金属水素化物が出来てボロボロ になる。定期的に交換が必要だろう。
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- iBook 2001（@iBook-2001）
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はじめまして♪ ほへ？ ガソリンとか灯油、ガスなども、分子レベルで言えば漏れてますよ。 実用上の安全が確認出来る技術が確立し、その技術を元に工業製品としての生産技術が確立した段階で、一般利用が可能に成ります。 自動車レースで、事故に寄りガソリン引火、重大事故を繰り返した結果、今のF1や特殊自動車レースでは、アルミや鉄等のハードタンクより、ゴムや樹脂を用いた複合素材の柔軟性が有って、割れないタンクが常用されています。 水素は、単体では発火しませんが、一定の酸素量の割合に成ると発火しやすく成る。 この意味で、水素濃度が非常に高い状態を保てれば安全、逆に漏れ出し場合には空気量が多すぎれば水素の割合が低くて引火しにくく、安全と言えます。 今までの金属タンク、100/100000が漏れていた、と仮定し、ナイロン等を用いた特殊樹脂タンクが、30/100000なのか、同じように100/100000なのかは明解な技術資料が公開されたら視てみたい部分です、製造コストなどの面は別ですが、柔軟性が有る樹脂系タンクにする事で、衝突事故等の外力に依る割れは少なく成り、安全性が高く成ると思われます。 この他に、軽量化というメリット部分も在るかもしれませんね。 高度な樹脂幕は、そのほとんどが多層構造で、目的に応じた組み合わせ競争ですね。 （サランラップが、サラン樹脂だけで造られている、と思っている人は、科学を知らない、と言えます。）
お礼
回答ありがとうございます。 全てのものがそのような動きをしているのは存じ上げているつもりです。 ただ、水素以外のものは、水素ほど、周りのものを侵しませんよね？ ゴムのガソリンタンクも、存じておりますが、消耗品です。 水素の爆発限界の広さは、他のものと同等とは言えず、 「安全」という言葉を使うには無理があります。 １００気圧のタンクで、柔軟性を論じるのも無理があります。
- hg3
- ベストアンサー率42% (382/896)
＞どのような容器に入れても水素は漏れてしまうはずです。 これの意味を勘違いしていませんか？ 厳密な意味で漏れていると言われればその通りですが、実際は無視できる程度なので、実用上は、漏れは無いと考えて何ら問題はありません。 水素を貯蔵する容器は、既にいくらでもあります。例えば、化学実験等で使う水素ボンベは、何十年も前から使われています。 実際に水素ボンベを使用する時に、ボンベの容器から「水素が漏れている」とは考えません。
お礼
ご回答ありがとうございます。 実験などで用いる、汎用の水素ボンベの圧力レベルなら、 ご回答の通りと推察します。 ただ、今般の35～70気圧の耐圧の場合、量といい、漏れる速度といい、 比較にならない気がいたします。 またそれによって引き起こされる脆化を、どのように克服しているかです。
- fxq11011
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何も水素に限りません、エントロピー増大と関係があるらしい。 エントロピー＝エネルギー拡散のことらしいが、秩序あるものの方が高エネルギー、エネルギー拡散＝無秩序へ、ということらしい。 金属同士でも・・ただし非常に時間はかかります。 ＞水素は漏れてしまうはずです この理解・知識には、何故・・・が欠落しています。 エントロピー増大、水素は分子が小さい等の理由で他と比べて著しい。 鉄板も直接通過するが量はごくわずか、ただし接合部のパッキンはどうか？。 参考、純鉄、金と同じ様に伸びるらしいが、水素が入り込むとだめらしい。
お礼
ご回答ありがとうございます。 ご指摘のように、金属への含浸が著しく、それによる脆化が気になります。 パッキンは、基本的に使っていないで、メタルタッチで配管しているようです。 大物の樹脂ものが、貯蔵タンクで、カーボンやケブラ、新素材のてんこ盛りです。 でも、やはり漏れると思うのですが、その程度が改善したとして、 どのくらい改善したのかが知りたいわけです。
- foobar
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＃１さんの回答とも関連しますが、少々漏れても漏れたガスが滞留しない構造にして、爆発限界に入らないようにした、という可能性もあるかなと思っています。 （漏れたガスがどこかに溜まることなく、上部から大気に抜けてしまえば、微小な漏れは許容できる、というようなストーリはありえるかなと思います。）
お礼
ご回答ありがとうございます。 爆発し難い車体構造というのは納得できます。 小生としては、高圧貯蔵の際の、長期保存（例えば地下駐車場に半年停めっぱなし）とか、 水素脆化による金属部分の強度低下が引き金で、振動などが加わり疲労破壊、 とかがどうなったのかな？と。
- trytobe
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そうですね。いかなる素材といえども、外と中の濃度差がある以上、１分子たりとも通過しない、とは断言できないので。 窒素パックした包装容器や酸素が入らないようにしている包装容器でも、水素タンクと同様に、基本的に素材の分子の隙間に浸透する形で透過しようとする気体分子を、できるだけ通過しにくくするために分子の隙間を減らしたり厚みを増やしたり金属膜などを挟んで邪魔したり、としているだけですので。 実用上、漏れても爆発限界に至らない濃度でとどまるなり、火気を分離するなりすることができる素材と厚み・構造であれば、０にならずとも、ご質問でいうところの３０までに減るだけで安全率を見込んでもOK、ということで設計できます。
お礼
ご回答ありがとうございます。 安全率ということで、納得はできるのですが、 爆発そのものより、脆化が引き金の破壊などは、安全率の範囲内なのか、 イマイチ納得ができないでいます。 ナイロンライナーにより、金属にまで水素が到達し難いため、 脆化もそこそこのものになるということなのでしょうか？
お礼
ご回答ありがとうございます。 ほぼ同意見で、まさにそのスピルオーバをどの程度低減できたのかが知りたいところです。 お説の通りを実用化するとすれば、車検のたびに、水素の通過経路を、全とっかえするようなことになるのでは？と考えるわけです。