NEDO水素・燃料電池成果報告会2024
団体名:
発表日:2024年7月 日
発表No.
NEDO水素・燃料電池成果報告会20218大項目/燃料電池等利用の飛躍的拡大に向けた共通課題解決型産学官連携研究開発事業
中項目/水素利用等高度化先端技術開発
小項目/非FW/分割プリフォームおよび新規樹脂(REDOX硬化型樹脂)による高圧水素タンクの革新的ハイレート製造プロセスの開発
P1-26
連絡先:学校法人 金沢工業大学 革新複合材料研究開発センター
(E-mail: icc-info@mlist.kanazawa-it.ac.jp 、TEL: 076-276-3100)
学校法人金沢工業大学、ミズノテクニクス株式会社、日本大学生産工学部生産工学研究所、国立大学法人東京農工大学
➢ 背景やコンセプト
高圧水素タンクに対する産業界ニーズは、「低コスト化」、「生産性向上」。
「非FW製の分割プリフォーム、低圧RTM成形製造プロセスとプロセスに適合する樹脂を開発」により飛躍的
な生産性向上と低コスト化を実現する。
➢ 顕著な成果
✓ 新規REDOX硬化型樹脂によるドーム部/シリンダー部分割、低圧RTM成形プロセスを確立した。
✓ 新規REDOX硬化型樹脂の特性、優位性を把握した。
➢ 目的や目標
✓ ドーム部とシリンダー部を分割し低圧RTMで成形時間を5分程度に短縮。
✓ 高速2段階含浸による一体化を可能にする新規速硬化型樹脂を開発。
✓ 最適積層設計による炭素繊維の使用量削減、大幅なコストダウンを実現。
➢ 実用化・事業化の見通し、課題等
本プロジェクト終了後、実サイズタンクでの試作/実証/評価、および製造メーカへの技術移管が必用。
塗工
100m/分
樹脂A
100°C
高速トウプリプレグ製造技術確立
シリンダー部プリフォーム用シート開発 ドーム部プリフォーム最適化及び成形法開発
新規REDOX硬化型樹脂A/B開発
樹脂A
樹脂Aトウプリプレグ
樹脂Aトウプリプレグ
10m〜20m/分で安定した製造可能。
量産時には100m/分超の生産速度を実現。
自動化の可能性がある絡み織シートの試作を実施。 ドーム部の積層構成、及
びシリンダー部との継手
部積層構成の検討を実施。
低圧RTM/REDOX硬化型樹脂Bによる一体成形
シリンダー部/ドーム部
プリフォーム組立
アルミライナー
ドーム部の平面積層パターン材を加熱賦形。
樹脂Bを低圧で樹脂Aトウプリプレグのプリフォーム
に注入可能。
【マイクロドロップレット試験】
試験後の顕微鏡写真
IFSS=29.7 MPa
炭素繊維
樹脂A
ブレード
樹脂Aが含浸されたトウプリプレグ
樹脂A/ B、CFの比率
樹脂Bの低圧RTM
含浸性を考慮し、
改良を実施。
ヨコ糸の挿入 ヨコ糸の固定 ヨコ糸の打ち込み
ネジ接続部
ドーム積層
(カットテープ
45/-45)
シリンダ積層
(55/-55)10mmα=90°
α=66°
α=59°
α=56°
シリンダ延長部
配向角
(80/-80)継手部シリンダから延長したトウプリプレグ
の半球曲面上の軌跡55°αr65mm
-45°
+45°
PAベールで一体化 加熱賦形
実証タンクの設計・解析・試作・破壊試験
・設計通りの破裂箇所および破壊モードを確認
・分割部をドーム部とすることで破裂圧力20%向上を確認。
破裂圧力 20 %向上
シリンダ部
で分割
ドーム部で
分割 損傷進展解析による破裂圧力予測
繊維不連続
部での破壊
層間はく離