液体水素タンクは、高い水素貯蔵密度と低コストのシステムという利点により、水素の貯蔵および輸送用途において大規模な貯蔵輸送の可能性を示しています。しかし、液体水素容器の中間層を長期間10^-2Pa級の高真空状態に維持することは依然として課題であり、残留水素が真空破壊の主な要因であるため、高性能かつ低コストの水素吸着材料の開発が急務です。本研究は、金属有機構造体（MOFs）の多孔性を基に、新しい水素吸着剤としてHKUST-1を用い、その吸着特性および液体水素タンク（長さ12,192 mm、幅2,438 mm、高さ2,591 mm、40フィート）における適用メカニズムを体系的に研究しました。結果は、自主合成により得られた比表面積1,426 m²/gおよび二峰性孔構造を持つHKUST-1が優れた物理吸着能力を示し、この材料は液体水素温度帯で可逆的な水素吸着特性を持ち、非常に低圧領域でも有効な吸着を維持し、低温吸着と常温吸着の両機能を兼ね備えていることを示しました。中間層真空動的モデルの結果は、中間層の冷端に少量のHKUST-1を使用することで、低温吸着剤および常温吸着剤の使用量を同時に削減し、残留水素に対する物理吸着を効果的に高め、極めて低真空下でのH₂分圧の上昇速度を遅らせることができることを示しています。本研究は、液体水素貯蔵・輸送装置の真空維持に新たな材料的解決策を提供し、液体水素タンクの安全設計および運用に参考となるものです。

水素吸着剤;金属有機構造体;吸着性能;真空多層断熱材