技術ドキュメント

政府が掲げた「2050年カーボンニュートラル」の実現に向けて、化石燃料に代わるエネルギーとして水素やアンモニアが注目されるようになりました。酉島製作所（以下、トリシマ）としても、化石燃料に変わる新たなエネルギーである水素を取り扱うポンプが将来的に必要になるという見通しのもと、液化水素ポンプの開発に着手しました。
とはいえ、我々は「水」しか扱ったことがなく、液体水素の温度であるマイナス253度がどのような世界かも、どういった物性を持っているかも知りませんでした。そのため、何から手をつけていいのかまったく分かりませんでした。
それまでは、自分たちのリソースで開発できるものが多かったので、今まではとはまったく違うスタイルでやらなければならないところが、一番苦労しました。また、ゴールがなかなかイメージできなかったのも苦しかったですね。

きっかけからお話しすると、液化水素ポンプの開発においては、モーターとポンプを液体水素に浸積する構造にすると考えたときに、このモーターをどのように開発すべきか非常に悩んでいました。「そのようなモーターを作れる先生はいないのか」「世の中にそのようなモーターは存在しないのか」などを議論するなか、まず論文を調べてみようということになりました。そこで、偶然目に留まったのが、京都大学の中村先生と共著の方々による、超電導モーターと小型ポンプのシステムに関する論文でした。すると、トリシマで技術顧問をしていただいている方が、「中村先生は知っているので連絡を取ることができるよ」と仰ってくださり、すぐにご連絡をお願いしました。そして、我々が訪問することを中村先生に快諾いただき、私たちは喜び勇んで大勢で先生のものとへ押しかけました。

非常に熱心にいろいろとお話しいただくな、というのが第一印象でした。当初、液体水素用のポンプについてご相談にこられたので、その選択肢の一つとして超電導モーターをご提案しました。その時、私が申し上げたのは、超電導モーターには自信があるものの、実用という観点ではまだゼロの状態で、世の中に存在していないということです。
超電導モーターは、大学側からするとアカデミックには素晴らしいモーターだと思っているのでぜひ使っていただきたい気持ちではあるのですが、いきなり実用するのはリスクがあるので、通常であれば、企業側が「まずは小さいプロトタイプから作りましょう」とおっしゃります。ところが、三浦部長はいきなり「実用のモーターをやってみたい」とおっしゃり、逆に大学側の我々が、「ちょっと待ってください」とブレーキをかけるような状況だったかと記憶しています。
液体水素は、マイナス253度という想像もつかないほどとても冷たい液体です。超電導モーターは、そのような冷たい世界に置くことで性能が発揮できるモーターです。多くの超電導の研究者は、「液体水素で冷やしたら？」ってみんな言っています。しかし、液体水素は危険なので、なかなか試験に進むところまではいかないですね。さらに、その先の実用化となると、まったく我々はノーアイデアでした。
そのような中で、トリシマさんとの出会いがあり、ポンプ開発に取り組むことになり、しかもプロトタイプも作らず、いきなり実用化をめざすという挑戦には、かなり痺れましたね。

高校の時に、超電導に関する簡単な実験をされた方もいらっしゃるかと思いますが、超電導の特徴としてよく挙げられるのは、「電気抵抗がゼロ」ということです。電気抵抗がゼロの材料に電気を流してもまったく発熱が生じません。なので、イメージしにくいかもしれないですけど、この特性のおかげでモーターの効率がすごく高くなります。
我々の実績でいうと、100のエネルギーを入れたら99以上が出てくる。それと、とても小さな容積で、とても強い力を発揮することができます。
さらに、トリシマさんと一緒に開発している我々のモーターの特徴は、とても「賢い」ということです。モーターは、非常に大きな力がかかると振動が起きてガタガタと回ってしまい危険な状態になるのですが、我々の超電導モーターは、その振動エネルギーを吸収して、静かに回ることができます。
こうした特徴を活かして、今回のポンプ開発が上手くいったと思います。ただし、この技術はすべてのモーターに使えるわけなく、非常に冷たい世界での現象です。そういう意味では、液化水素ポンプの極低温の世界に、ちょうどマッチしたということです。

すごかったですよね。（2024年）3月に、2日間の試験を行いました。初日に結構深刻なトラブルがあって、そのまま初日で終了するのではないかと心配していたんですが、翌日行ってみたら、酉島製作所の皆さんがJAXAの担当の方と真剣な顔でやり取りをされていて、深刻な雰囲気になっていました。
やはり終わるのかと思っていましたが、「試験をやるんだ」と、それには驚きました。トラブルはかなり深刻でしたし、世界で初めての開発ですからどうなるかまったく分からない状況でしたし･･･。最終的に三浦部長が「私が責任を取るから」と英断を下し、試験が実施されました。あのとき若手の方々はずっと徹夜でデータ解析されたんですよね。

先ほどCEOの原田の名前も出ましたが、本当にトリシマ社内では、中村先生への信頼が非常に厚いです。これまで、いろいろなことでご指導をいただき、液化水素ポンプの運転試験成功に導いていただいたことが、大きな理由だとも思います。
また、中村先生は本当に人柄が良く、我々のたいして面白くない冗談なんかにも反応していただくなど、とても気さくに接していただいています。
初めてお会いしたときは、私もすごく緊張していましたが、今では同じ研究開発の「仲間」という言い方は少し失礼かもしれませんが、そういった気持ちになることができました。本当に今までの道のりというのは良かったと感じていますし、これからもこの関係を大切に続けていきたいと思っています。

やはり、次の世代、子どもたちの世代に、環境のいい地球というのを残し、伝えたいというのが一番大きいです。正直、若い頃は考えたことがなかったんですが、トリシマで働き、中村先生を含め、さまざまな方とお話しさせていただく中で、その思いが強くなりました。中村先生の超電導モーターという素晴らしい技術を、トリシマのポンプに加え、世の中に出していくことで、水素エネルギーを有効活用し、クリーンなエネルギーを広めていく。温室効果ガスの排出を抑え、みんなが暮らしやすい安心して生活ができる社会の構築に役立てられると信じています。そして、トリシマのポンプ、中村先生の超電導モーターで、「世の中を作る・変える」ことが、必ずできると思っています。