5. タスク５ 水素自動車システムの開発 5.1 研究開発目標 燃料電池自動車の開発が世界的に活発化しているが、燃料タンク（水素吸蔵合金タンク）の安全性評価は各社に共通した技術課題であり、将来的に車両認可のための技術基準の作成は必須と考えられる。本研究の目的は、この技術基準作成に活用できるような、水素吸蔵合金タンクの安全性評価方法の検討ならびに基礎データの蓄積を図ることである。また、燃料電池自動車のエネルギー効率に関しては、その計測方法に統一した基準が確立されていない。今後、燃料電池自動車の有益さを技術的根拠を伴って明らかにしていくためには、確実な試験方法に基づくエネルギー効率（水素燃料消費率）の計測手法を確立しておく必要がある。本研究では、水素燃料電池自動車の燃料消費率について現行ガソリン車、ディーゼル車に相当する簡便で高精度な計測方法について調査研究を行う。 平成１１年度は主に以下の研究を実施した。 5.2 平成11年度の研究開発成果 5.2.1 水素吸蔵合金の安全性評価 5.2.2 水素吸蔵合金タンク（ミニスケール）の衝撃破壊試験 (1)タンク破壊時に放出された水素への衝撃エネルギー、摩擦エネルギー等に起因する着火は見られない。 (2)サーモグラフの結果から、合金の種類によっては、破損から100ms程度遅れて着火する場合がある。これは、合金の自然発火が着火源となり、水素への着火が生じたものと考えられる。従って、衝突時の燃料漏れに関する技術基準を検討する場合、合金の自然発火性を考慮する必要があるものと考えられる。 (3)タンク破壊時の自然着火に関しては、消防法に基づく危険物判定試験と相関がある事がわかった。 5.2.3 水素吸蔵合金タンクの変形調査 これは、高圧タンクのように、単純に内圧が増加して変形する現象とは異なると推定される。従って、水素の吸蔵・放出の繰返しによるタンクの変形挙動などを把握することは技術基準の作成およびタンクを設計する上で重要である。 そこで本年度は、耐圧３MPaのアルミニウム製タンクに水素吸蔵合金を充填し、大気圧から１MPaの圧力で水素吸蔵・放出を1000サイクル繰り返すことで、タンクの変形挙動ならびに破損の状況を調査した。その結果、タンクは初期のおおむね10サイクルまでに合金の微粉化に伴う、比較的大きな変形をおこすが、その後は変形が進行しないことが判明した。また1000サイクルの水素吸蔵・放出後においても、亀裂等は観察されなかった。 5.2.4 水素燃料電池自動車の燃料消費率の計測方法 これらの状況を踏まえ、水素燃料電池自動車の特徴に合わせた簡便かつ高精度な燃料消費率の計測手法を調査検討した。燃料消費率計測方法の候補として、流量測定法、満タン法、電流法、水素バランス法、酸素バランス法について、それぞれの適用可能性と計測精度等について検討を行った。これらのうち、簡便で精度の高さが想定される方法として電流法による計測方法が最も実用性が高いことが導かれた。 5.3 今後の進め方および課題 (1) 車載水素吸蔵合金タンクへの水素の急速充填法の開発 水素の急速充填技術を確立するため、水素吸蔵合金及び水素吸蔵合金タンクの熱交換性能の改善が最大の課題である。この熱交換性能を定量的に把握するため <1>水素吸蔵合金の熱伝導率及び水素吸蔵合金粉体間の熱伝達係数の定量化 等を調査する。 (2) 燃費計測方法の検討 平成11年度に電流計法の実用性が高いとの提案を受けたので本方式の妥当性を固体高分子型燃料発電装置を用いて検証する。 (3) 水素吸蔵合金及び水素吸蔵合金タンクの安全性の評価 水素吸蔵合金タンクを製作し、これを用いて衝突時を想定した衝撃試験、火中での耐火試験及び破壊試験により衝撃事故の際の安全性を確認する。
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