グリーンツイードが提供する水素への取り組み
航空分野における水素の課題」シリーズの第2回目です。第1回を読む
航空宇宙産業は、年間約9億トンの二酸化炭素1（CO2）を大気中に放出しています。現在は、排出されるCO2全体の2〜2.5％に過ぎないが、2050年には航空部門が2倍になると言われている。国際民間航空機関（ICAO）は2005年から2050年の間に航空機のCO2排出量を50％削減することを、また航空輸送行動グループ（ATAG）は2050年までに炭素排出量を正味ゼロにすることを約束している。これらの公約は、航空宇宙メーカーに、これらの脱炭素化目標を迅速に達成する方法を見出すよう強いプレッシャーを与えています。
気候変動への影響を軽減するため、風力や太陽光などの再生可能エネルギーを利用して製造されるグリーン水素（H2）のようなクリーンな技術の活用が注目されています。水素は、ジェット燃料の3倍のエネルギーを供給できるという研究結果もあり、その代替は可能であると考えられています。しかし、水素の貯蔵と輸送には、地上と機上の両方で環境上の問題があります。研究者や技術者は、新しい航空機の設計や運用、空港のインフラ、燃料サプライチェーンに対応できる高度な材料を模索している。満たすべき最大の課題は以下の通りです。
透過率
水素は非常に軽く、低密度の気体である。水素は低分子であるため、あらゆる種類のポリマー材料や金属を透過し、金属脆化の問題を引き起こす。また、高圧や圧力サイクルでの使用では、水素の透過により急激なガス減圧（RGD）の問題が発生することがあります。圧力と温度のレベルに応じて、グリーン，ツィードは高性能FKMまたはMSE® (Metal Spring Energized) PTFEリップシールでできたFusion® 938 Oリングを推奨しています。Fusion 938は、水素への曝露に対する優れた耐性を備えています。
また、低温では浸透が起こる可能性があります。この場合、Fusion® 665 Oリング（FKM）またはMSE®リップシールが最適なソリューションになります。液体水素のような極端な温度に対しては、グリーン，ツィードは現在、新しいシーリングソリューションと断熱材を評価しています。
潤滑性
水素分子の潤滑性が低いため、バルブやコンプレッサーのような機器では、過剰な摩耗や摩擦の問題が発生することが懸念されます。こうした問題を克服するため、グリーン，ツィードは、独自のドライランニング特性を持つPFA複合材料WR® 600と、市場で唯一の架橋PEEKであるアーロン® 3000XTを提供しています。
過剰な体重
航空宇宙分野では、過剰な重量は常に重要な問題でした。軽量化は、即座に燃料の節約につながる。水素のエネルギー密度（体積比）はジェット燃料の約3倍であるため、ジェット燃料と同じ体積のエネルギーを水素で輸送するには、リザーバーのサイズを劇的に大きくする必要があります。そのため、水素航空機のための軽量化ソリューションの提供は、より重要です。グリーンツィードの熱可塑性複合材ソリューションXycomp®は、すでに航空宇宙産業で金属代替材料として広く使用されています。
C/PEEKコンポジットは、その分子構造と、分子とグラファイト平面の間の比較的大きな空間により、水素を透過することができる。そのため、金属のように水素を蓄積することができない。したがって、ポリマー複合材料では水素脆化が起こりえないことを考えると、将来の低炭素排出の航空機において、当社のXycomp®ソリューションの使用はより理にかなっていると言える。
脱炭素経済への移行が世界的に注目される中、航空宇宙分野では排出量を削減する方法の模索が不可欠となっています。グリーンツィードは、エネルギー効率と環境コンプライアンスを向上させるエラストマー、熱可塑性樹脂、熱可塑性樹脂複合材のソリューションを設計・製造するための新材料や新技術を継続的に開発・試験しています。グリーンツィードは、カスタムシーリングおよびベアリングソリュー ションの設計、プロトタイプ作成、試験、製造サービスを社内で 行っています。お客様との共同作業により、それぞれの用途に応じたソリューションを開発することができます。