宇宙産業向け真空ソリューション 未来のエネルギー源としての水素 - 成長する産業
未来のエネルギー源としての水素 - 成長する産業
世界がクリーンなエネルギーに移行するにつれ、炭素排出量を削減するための重要なソリューションとして水素が登場しています。他の多くの産業と同様に、真空テクノロジーは水素産業において、生産、貯蔵、輸送、取り扱いなどにおいて重要な役割を果たしています。
電気分解から燃料電池製造まで、真空ポンプとシステムは最適なプロセス条件の構築、汚染の防止、効率の向上に役立ちます。水素は可燃性が高いため、信頼性の高いリーク検出は安全性の確保に不可欠です。
真空技術のリーダーとして、ライボルトはイノベーションの最前線に立ち、クリーンなエネルギー源としての水素の可能性を最大限に引き出すソリューションを提供しています。
水素は、その製造方法に基づいてさまざまな色分けに分類されます。
- グリーン水素 - 風力や太陽光などの再生可能エネルギー源を使用して、炭素を排出しない電解と呼ばれるプロセスで生成されます。
- ブルー水素 - 排出量を最小限に抑えるために、炭素回収および貯蔵 (CCS) により天然ガスから抽出されます。
- グレー水素 - CCSを使用せずに化石燃料、主に天然ガスから生産されるため、大幅な CO₂ 排出につながります。
- ターコイズ水素 - メタン熱分解により生成され、二酸化炭素の代わりに固体炭素を生成します。
- ピンク水素 - 原子力による電気分解で生成されます。
水素産業の構造的セグメンテーション
水素産業における真空の使用は、主に 3 つの分野に分類できます。
- 水素の生成 / 生産
- 水素の貯蔵および輸送
- 水素の利用
水素の生成 / 生産
真空ベースのプロセスと技術を必要とする水素生産技術は多岐にわたります。
- リーク検出
- 電解装置バイポーラプレート PVD コーティング
- 水素クラッキング
- 配管の排気
- 水素精製
リーク検出
リーク検出
水素は可燃性ガスであるため、配管、バルブ、容器、電解装置、燃料電池などの水素インフラは、確実に漏れがないようにする必要があります。ライボルトのリークディテクターと残留ガス分析器のポートフォリオは、最適なソリューションを提供します
電解装置バイポーラプレート PVD コーティング
電解装置バイポーラプレート PVD コーティング
プロトン交換膜 (PEM) とアルカリ電解では、電解板に保護コーティングと触媒コーティングを塗布し、導電性、耐久性、耐腐食性を最適化するために真空コーティング蒸着技術が必要です。ライボルトの真空ソリューションを搭載したさまざまなコーティングシステムは、コーティング市場のベンチマークです。
水素クラッキング
「水素キャリアガス」の膜クラッキング
真空アシスト分離技術は、アンモニア（NH₃）やメタン（CH₄）などのキャリアガス分子を分解することで、水素抽出効率を高めます。膜の透過液側に真空をかけることで圧力勾配が生じ、分離プロセスが促進されます。水素などの可燃性ガスを排気する必要がある場合、多くの場合 ATEX 認定製品が必要です。
配管の排気
配管およびコンポーネントの事前排気および脱ガス
ガスの純度を確保し、汚染を防ぐために、多くの場合、配管、バルブ、圧力容器から残留ガスと水分を除去するために事前排気が行われます。ボリュームと要求される到達圧力に応じて、ライボルトは必要な性能を得るための適切な真空ソリューションを提案します。
水素精製
水素乾燥用の真空支援圧力スイング吸着 (VPSA)
多くの場合、電解装置を使用した水素製造では、乾燥または除湿が必要になります。これは通常、 VPSA（真空圧力スイング吸着）技術を使用して達成されます。一般的に、シリカゲルなどの乾燥した吸着剤は、水蒸気で完全に飽和した後に真空状態にされます。加熱と真空による乾燥プロセスの支援は、プロセスのスピードアップと効率性の向上に役立ちます。
このプロセスは通常、周期的に実行されるため、VPSA システムの周期的な動作と一致する真空サイクルが不可欠です。
リーク検出
水素は可燃性ガスであるため、配管、バルブ、容器、電解装置、燃料電池などの水素インフラは、確実に漏れがないようにする必要があります。ライボルトのリークディテクターと残留ガス分析器のポートフォリオは、最適なソリューションを提供します
電解装置バイポーラプレート PVD コーティング
プロトン交換膜 (PEM) とアルカリ電解では、電解板に保護コーティングと触媒コーティングを塗布し、導電性、耐久性、耐腐食性を最適化するために真空コーティング蒸着技術が必要です。ライボルトの真空ソリューションを搭載したさまざまなコーティングシステムは、コーティング市場のベンチマークです。
「水素キャリアガス」の膜クラッキング
真空アシスト分離技術は、アンモニア（NH₃）やメタン（CH₄）などのキャリアガス分子を分解することで、水素抽出効率を高めます。膜の透過液側に真空をかけることで圧力勾配が生じ、分離プロセスが促進されます。水素などの可燃性ガスを排気する必要がある場合、多くの場合 ATEX 認定製品が必要です。
配管およびコンポーネントの事前排気および脱ガス
ガスの純度を確保し、汚染を防ぐために、多くの場合、配管、バルブ、圧力容器から残留ガスと水分を除去するために事前排気が行われます。ボリュームと要求される到達圧力に応じて、ライボルトは必要な性能を得るための適切な真空ソリューションを提案します。
水素乾燥用の真空支援圧力スイング吸着 (VPSA)
多くの場合、電解装置を使用した水素製造では、乾燥または除湿が必要になります。これは通常、 VPSA（真空圧力スイング吸着）技術を使用して達成されます。一般的に、シリカゲルなどの乾燥した吸着剤は、水蒸気で完全に飽和した後に真空状態にされます。加熱と真空による乾燥プロセスの支援は、プロセスのスピードアップと効率性の向上に役立ちます。
このプロセスは通常、周期的に実行されるため、VPSA システムの周期的な動作と一致する真空サイクルが不可欠です。
水素の貯蔵および輸送
極低温タンクおよび容器の真空断熱
水素を輸送する最も効率的な方法は、低温で液化した状態で輸送することです。低温を維持するには、貯蔵容器やボンベには完璧な断熱性が必要です。液体水素を周囲の熱から保護する最良の方法の 1 つは、真空断熱二重壁（「熱原理」）です。
ライボルトは、信頼性の高い真空ポンプの設置で極低温容器メーカーをサポートしてきた実績があります。多層真空絶縁 (MLI) は、熱伝導を最小限に抑え、水素を低温状態に保ち、沸騰損失を低減する上で重要な役割を果たします。
水素の利用
燃料電池：バイポーラプレートの真空コーティング
水素は、自動車、飛行機、電車、トラック、バスの駆動に最も有望な燃料の 1 つです。水素駆動の輸送手段の中心には、水素を電気に変換する燃料電池があります。電気化学反応により、水素は空気中の酸素と反応して電力を生成し、電気モーターまたはバッテリーに供給されます。
燃料電池は水素自動車の中核コンポーネントとして急速に普及しつつあります。燃料電池の重要な部品の１つはバイポーラプレートで、発電時に腐食性の化学反応から保護する必要があります。耐久性を向上させる効果的な方法の 1 つは、優れた導電性を維持しながら高い耐食性を提供する PVD（物理蒸着）コーティングです。ライボルトの真空ソリューションを搭載したさまざまなコーティングシステムは、コーティング業界のベンチマークとなっています。
ライボルトの真空ソリューションによる水素技術のサポート
ライボルトは、水素産業の運用および安全要件に合わせてカスタマイズされた包括的な真空ソリューションを提供しています。当社の高度な真空ポンプとシステム、リーク検出技術は、生産から貯蔵、そして最終用途に至るまで、あらゆる段階で水素インフラをサポートします。
世界的な水素の採用が加速するにつれ、ライボルトは水素技術の効率性、安全性、持続可能性を向上させる最先端の真空ソリューションの提供に取り組んでいます。信頼性の高い水素エンジニアリングを可能にすることで、よりクリーンで低炭素のエネルギーの未来に貢献します。
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