次世代エネルギー用ポンプ

大流量液化水素ポンプ

2050年のカーボンニュートラルに向け、次世代エネルギーである「水素」の利用が加速しています。この水素を広く普及させるためにはサプライチェーンの構築が不可欠ですが、そのなかで水素を「つくる・はこぶ・ためる・つかう」のすべてにおいて重要な役割を果たすのがポンプです。トリシマは、長年培ってきた高温・高圧多段ポンプの技術と、京都大学が研究開発してきた高温超電導モータの技術を組み合わせ、世界最高スペックとなる大流量・高効率の液化水素ポンプを開発しました。

大流量液化水素ポンプ

大流量液化水素ポンプの製品写真

液化水素ポンプの構造と動作原理を示した断面図。中央に縦型のポンプ本体があり、下部から液化水素を吸い込み、上部へ吐き出す流れが矢印で示されている。ポンプは真空二重の断熱容器内に設置され、外部からの熱侵入を防ぐ構造になっている。駆動部には超電導モータ。超電動モータはｰ253度の極低温環境と超電導モータの特性を組み合わせて、モータ発熱を極限まで低減し、液化水素のガス化抑制を実現します。また、ポンプは長年培った高温・高圧多段ポンプの技術と経験をベースに、コンピュータ解析であらゆるパターンのシミュレーションを実施することで、振動を抑制した高速回転による高い昇圧量を実現します。

液化水素用の遠心ポンプにおいて、世界最高スペックを達成

国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構「JAXA」の能代ロケット実験場で実液を使った運転試験を実施。液化水素ポンプとして世界最大流量、遠心ポンプによる昇圧量として世界最高圧を達成しました（2024年3月）。

最大回転速度	5,000min^-1
最大流量	30.5m³/h（24,000Nm³/h）
最大圧力	1.6MPaG
最大電動機出力	30kW

JAXAでの運転試験（ポンプの据付）の様子の写真 — JAXAでの運転試験（ポンプの据付）

NEDOの公募事業で採択

国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）から公募された「競争的な水素サプライチェーン構築に向けた技術開発事業」の研究開発項目「大規模水素サプライチェーンの構築に係る技術開発」に対して「大流量・高圧・高効率な液化水素昇圧ポンプの開発」を提案し、2023年に採択されました。

水素サプライチェーンにおけるポンプ使用イメージ

水素サプライチェーンにおけるポンプ使用イメージを示した図。左側の「つくる」工程では、化石燃料とCCUSによるブルー水素製造プラントや、再生可能エネルギーを使った水電解によるグリーン水素製造プラントが描かれ、水素がポンプによって貯蔵タンクへ送られる様子が示されている。次の「はこぶ」工程では、液化された水素がポンプ設備を伴う液化水素運搬船で輸送される。中央の「ためる」工程では、陸上の貯蔵タンクに水素がポンプで受け入れ・貯蔵される様子が描かれている。右側の「つかう」工程では、発電所、化学プラントや製鉄所などの産業施設、家庭やオフィス、水素ステーションへ水素が供給され、燃料電池車、トラック、水素航空機などの輸送分野でも利用される流れが示されている。各工程の要所にポンプのアイコンが配置され、水素の移送・圧送にポンプが関わることを表現している。

液化水素受け入れ基地でのポンプ使用イメージ

液化水素受け入れ基地でのポンプ使用イメージを示した図。左側に液化水素運搬船が接岸し、液体水素が陸上の液化水素貯蔵タンクへ移送される様子が描かれている。タンク内の液化水素は液化水素ポンプによって昇圧され、大流量で次の設備へ送られる。送られた液化水素は水素気化器に入り、気体の水素に戻されてから供給先へ供給される流れが示されている。図中の吹き出しでは、水素は液化して体積を小さくして輸送されること、タンク内の液化水素がポンプで圧送されること、気化器でガス化され発電所などで利用されることが説明されており、受け入れから気化・供給までの各段階でポンプが重要な役割を担っていることを表している。

フライヤーダウンロード

超伝導モータ搭載大流量液化水素ポンプのフライヤーイメージ

超伝導モータ搭載
大流量液化水素ポンプ

ダウンロード

次世代エネルギー用ポンプ Contents