水素は燃やしてもCO2を排出しません。また石油資源に頼らなくとも水素の製造技術はさまざまあり、エネルギーの変換効率は高く、昨今、車載用などにクリーンエネルギーとして注目されています。
　また、経済産業省 資源エネルギー庁による「Cool Earth−エネルギー革新技術計画」の21の重要技術課題の1つに「水素製造・輸送・貯蔵」が取り上げられており、2020年頃からの飛躍的な実現に向けて研究開発が進められています。

　そのような中、本書では「さまざまな水素製造技術とその効率化」、「水素吸蔵合金や炭素系水素吸蔵材料」「水素貯蔵技術、材料・タンク・容器、業界からの要求特性」、「水素輸送・貯蔵におけるハンドリング技術や輸送システムの安全化」に焦点をあて、大学・研究機関、企業の方を執筆陣として万遍なく構成いたしました。

　次世代水素エネルギーの利用技術、水素製造・材料の高効率化、安全性の向上、周辺技術の開発、新市場ビジネスにお役に立てる１冊となれば幸いです。　　　（書籍編集部）

第1章　水素製造・貯蔵・供給における現状、課題と今後の展望
　1. 水素製造技術
　2. 水素貯蔵技術
　　2.1 高圧水素ガスによる貯蔵
　　2.2 液体水素による貯蔵
　　2.3 ケミカルハイドライドによる貯蔵
　　2.4 水素貯蔵材料による貯蔵
　3. 水素供給技術
　　3.1 水素圧縮技術
　　3.2 水素充填技術


第2章　次世代水素製造技術の現状と高効率化
　第1節　水の電気分解、熱化学水素製造と原子力の水素製造への利用
　　1. 水素製造の技術動向
　　2. 水素の製造
　　　2.1 水の電気分解
　　　2.2 熱化学水素製造
　　3. 原子力の水素製造への利用
　　　3.1 高温ガス炉の可能性
　　　3.2 炭素循環型水素システム

　第2節　熱中和改質方式による水素製造技術
　　1. 熱中和式改質技術
　　　1.1 触媒反応
　　　1.2 改質器
　　2. 熱中和式水素発生装置
　　　2.1 改質
　　　2.2 精製
　　　2.3 水素発生装置プロセス概要
　　　2.4 水蒸気改質方式との比較

　第3節　灯油を原料とした水蒸気改質反応とオートサーマル反応による水素製造
　　1. 改質反応を利用した化石燃料からの水素製造
　　　2.1 水素製造システムの概要
　　　2.2 水蒸気改質反応
　　　2.3 部分酸化反応
　　　2.4 オートサーマル反応
　　2. 灯油を原料とした場合の水蒸気改質反応とオートサーマル反応の比較
　　　3.1 灯油を原料とする水蒸気改質反応技術
　　　3.2 灯油を原料とするオートサーマル反応技術

　第4節　膜型反応器（メンブレンリアクター）／天然ガスからの高効率水素製造
　　1. 膜型反応器と水素製造への応用
　　2. 膜型反応器を用いた水素製造実証試験
　　3. 膜型反応器用耐熱性水素分離膜の開発

　第5節　パラジウム合金圧延箔を利用した水素分離膜モジュール技術による効率化
　　1. 水素分離膜
　　2. パラジム合金圧延箔を利用した水素分離膜モジュール
　　　2.1 パラジウム合金
　　　2.2 パラジウム合金圧延箔を利用した水素分離膜モジュールの開発
　　3. パラジウム合金圧延箔を利用した水素分離膜モジュールの用途
　　　3.1 水素ガスの精製
　　　3.2 改質ガスからの水素ガスの分離精製

　第6節　マイクロリアクターによる水素製造技術
　　1. 水素製造マイクロリアクターの設計コンセプト
　　2. Ni高分散炭素膜を用いたメタノール分解反応
　　　2.1 実験
　　　2.2 充填型反応器とマイクロリアクターの比較
　　　2.3 マイクロ流路幅の影響
　　3. 触媒マイクロリアクターの操作による反応選択性制御の可能性の検証
　　　3.1 壁面触媒装填型マイクロリアクターの有効性
　　　3.2 積極的に拡散速度を制御する方法
　　4. 水蒸気改質／CO除去用マイクロリアクターシステムの検討
　　　4.1 実験
　　　4.2 マイクロリアクターと管型反応器の比較
　　　4.3 反応モデルとマイクロ流路内反応メカニズム
　　　4.4 CO選択酸化法による水素精製

　第7節　バイオマス・廃棄物からの水素製造技術
　　1. 水素製造技術の概観
　　2. 熱分解ガス化および改質プロセスによる水素製造
　　　2.1 ガス化および改質反応
　　　2.2 ガス化反応装置と実験例
　　　2.3 触媒改質
　　3. 生物学的技術による水素製造
　　　3.1 水素発酵
　　　3.2 水素・メタン二段発酵プロセス
　　4. バイオマス・廃棄物からの水素製造の課題

　第8節　高温ガス炉による水素製造技術
　　1. 高温ガス炉
　　2. 水素製造技術
　　　2.1 ISプロセス
　　　2.2 ハイブリッドプロセス
　　3. 将来の展望

　第9節　高温水蒸気電解による水素製造技術
　　1. 高温水蒸気電解の原理と特徴
　　　1.1 電解による水素製造の原理
　　　1.2 高温水蒸気電解の特徴
　　　1.3 セル材料と構造
　　　1.4 運転条件の検討
　　2. 主な開発課題
　　3. 研究開発の状況
　　4. 開発例①　原子力による水素製造プラントの検討
　　5. 開発例②　水素電力貯蔵システム

　第10節　水素製造用担持金属触媒
　　1. メタンの水蒸気改質用触媒について
　　　1.1 Ni触媒の調製と反応
　　　1.2 Ni/perovskite触媒の触媒性能
　　2. 炭化水素以外の燃料を用いた水蒸気改質による水素製造
　　　2.1 Fe/Co触媒の調製と反応
　　　2.2 エタノール水蒸気改質の結果
　　3. 水性ガスシフト用触媒の開発について
　　　3.1 ペロブスカイト型酸化物および鉄系酸化物触媒の調製と反応
　　　3.2 ペロブスカイト型酸化物触媒の活性

　第11節　太陽光利用による水素製造システムと光触媒による低コスト化
　　1. 光触媒−電気分解ハイブリッドシステムによる水素製造
　　2. 多孔質半導体光電極を用いた水分解による水素製造


第3章　水素吸蔵合金、炭素系水素吸蔵材料
　第1節．水素吸蔵合金
　　　　(1) Mg系及びTi系水素吸蔵合金
　　　　　　1. 金属水素化物の熱力学的安定性について
　　　　　　2. Mg系水素吸蔵合金の開発
　　　　　　　2.1 従来のMg基合金
　　　　　　　2.2 Mg基合金設計の新しい試み
　　　　　　3. Ti基合金の開発
　　　　(2) ラーベス構造を有した新規マグネシウム系水素吸蔵合金
　　　　　　1. ラーベス構造を有した水素吸蔵合金
　　　　　　2. マグネシウム系の水素吸蔵合金
　　　　　　3. ラーベス構造を有した新規マグネシウム系水素吸蔵合金
　　　　(3) 超高圧下で合成される水素貯蔵材料
　　　　　　1. 高圧水素と水素貯蔵材料
　　　　　　2. マルチアンビル法を用いたMg-遷移金属系新規水素化物の創製
　　　　　　3. 超高圧法で合成された新規水素化物の結晶構造
　　　　　　4. FCC型超格子構造を有するMg-遷移金属水素化物の水素貯蔵特性
　　　　　　5. 新規4元系水素化物の探索

　第2節．炭素系水素吸蔵材料
　　　　(1) カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー
　　　　　　1. カーボンナノチューブ・ナノファイバーの水素貯蔵特性に関するこれまでの研究報告
　　　　　　　1.1 単層カーボンナノチューブ（SWCNT）・多層カーボンナノチューブ（MWCNT）
　　　　　　　1.2 カーボンナノファイバー（CNF）・グラファイトナノファイバー（GNF）
　　　　　　2. 単層カーボンナノチューブ（SWCNT）の水素貯蔵特性
　　　　　　　2.1 SWCNT試料の細孔構造
　　　　　　　2.2 SWCNT試料の水素吸着特性
　　　　(2) グラファイト
　　　　　　1. 水素吸蔵／放出特性
　　　　　　2. CnanoHx-LiH複合系
　　　　(3) スピルオーバー水素を利用した新規水素貯蔵
　　　　　　1. スピルオーバーとは
　　　　　　2. 炭素へスピルオーバーした原子状水素の可逆貯蔵
　　　　　　3. 新しい貯蔵方式、「物理吸着＋スピルオーバー」
　　　　　　4. 「物理吸着＋スピルオーバー」の報告例
　　　　　　5. 原子状水素の貯蔵に関する詳細なメカニズム
　　　　　　　5.1 H2分子の金属への解離吸着～スピルオーバー
　　　　　　　5.2 原子状水素の表面拡散
　　　　　　　5.3 受容体にトラップされた原子状水素の状態
　　　　　　　5.4 貯蔵サイト
　　　　　　　5.5 原子状水素の放出
　　　　　　6. スピルオーバーを経由しない原子状水素貯蔵の可能性

　第3節．実用化から見た水素吸蔵合金の現状と課題
　　1. 水素吸蔵合金の実用化状況
　　　1.1 水素利用技術から見た合金の要求特性
　　　1.2 実用水素吸蔵合金の特性とその応用例
　　2. メカニカルアロイング法による水素吸蔵合金の改質
　　　2.1 メカニカルアロイング法
　　　2.2 MA法で作製した水素吸蔵合金の開発例
　　3. 風力・太陽光発電による水素製造および貯蔵システム
　　　3.1 システム概要
　　　3.2 TiFe合金タンクとその水素貯蔵特性


第4章　水素貯蔵用タンク、圧縮容器材料／水素貯蔵システム
　第1節．水素脆化の機構と対策
　　1. 水素の侵入と分子状水素の析出
　　2. 脆性破壊
　　　2.1 内圧理論
　　　2.2 表面エネルギー低下理論と格子脆化理論
　　　2.3 粒界破壊
　　3. 水素による塑性変形の助長
　　4. 水素による変形損傷の生成助長
　　5. 水素脆性に及ぼす材料組織の影響

　第2節．水素貯蔵用タンク／容器材料／システム
　　　　(1) 水素貯蔵システムに関するエネルギー業界からの課題と要求特性
　　　　　　1. 水素の製造
　　　　　　　1.1 多様な水素の製造方法
　　　　　　　1.2 水素の出荷設備
　　　　　　2. 水素ステーションへの配送
　　　　　　　2.1 エネルギー効率
　　　　　　　2.2 ローリー輸送の積載量
　　　　　　3. 水素ステーション
　　　　　　　3.1 オフサイトステーションとオンサイトステーション
　　　　　　　3.2 蓄圧器の役割
　　　　　　　3.3 過昇温の防止
　　　　(2) 自動車メーカーからの水素貯蔵システムの課題と要求特性
　　　　　　1. 日本のエネルギ戦略からみた燃料電池自動車の位置づけ
　　　　　　2. 燃料電池自動車の特徴と普及シナリオの考え方
　　　　　　3. 水素貯蔵システムの課題
　　　　　　4. 車載用水素貯蔵技術に関する新技術基準の検討
　　　　(3) 燃料電池自動車搭載圧縮水素容器ライナー用アルミニウム材料
　　　　　　1. アルミニウム合金の耐水素脆化性評価
　　　　　　2. アルミニウム合金中での水素の挙動
　　　　　　3. 新例示基準に向けての取り組み
　　　　(4) 車載等水素貯蔵システム
　　　　　　1. 水素貯蔵方法の比較
　　　　　　2. 複合容器の現状
　　　　　　　2.1 高圧容器の種類
　　　　　　　2.2 高圧貯蔵システムの現状と課題
　　　　　　3. 高圧容器（タイプ３）の性能向上策
　　　　　　　3.1 体積効率の向上策
　　　　　　　3.2 経済性の向上策
　　　　　　　3.3 容器壁厚の決定要因
　　　　　　　3.4 アルミライナーの耐疲労性向上策
　　　　　　　3.5 開発事例
　　　　　　　　3.5.1 仕様および評価項目
　　　　　　　　3.5.2 評価結果
　　　　　　　　3.5.3 性能向上
　　　　　　4. ハイブリッド貯蔵タンクの開発状況
　　　　　　　4.1 ハイブリッド貯蔵タンクの概要
　　　　　　　4.2 仕様および評価項目
　　　　　　　4.3 結果
　　　　(5) 炭素繊維強化樹脂(CFRP)を用いた水素貯蔵用タンク
　　　　　　1. CFRP製水素ガス貯蔵用タンク
　　　　　　2. 粘土膜炭素繊維強化樹脂
　　　　　　　2.1 クレースト
　　　　　　　2.2 水素ガス透過試験
　　　　　　3. 燃料電池車向け高圧水素ガス貯蔵用タンクへの応用
　　　　　　　3.1 水素ガスバリア性能の要求
　　　　　　　3.2 (財)日本自動車研究所の水素ガス貯蔵用タンク透過試験
　　　　　　　3.3 クレースト複合化の効果と期待
　　　　　　4．小型の高圧水素ガス貯蔵用タンクの試作
　　　　(6) 有機ケミカルハイドライドによるグローバルな水素輸送
　　　　　　1. 有機ケミカルハイドライド
　　　　　　　1.1 有機ケミカルハイドライド（OCH）法
　　　　　　　1.2 各種水素輸送手段と水素貯蔵密度比較
　　　　　　　1.3 OCH法検討の歴史
　　　　　　2. 水素化・脱水素反応
　　　　　　　2.1 水素貯蔵反応
　　　　　　　2.2 水素発生反応（脱水素反応）
　　　　　　3. 水素サプライチェーン構想
　　　　　　　3.1 グローバルな水素サプライチェーン構想
　　　　　　　3.2 ブラウン水素の製造
　　　　　　　3.3 グリーン水素の製造
　　　　　　　3.4 原子力エネルギーの有効利用
　　　　　　4. 水素社会実現に向けた今後の課題
　　　　(7) 有機ハイドライドを活用する水素貯蔵・輸送技術の新展開
　　　　　　1. グリーン水素の製造と低炭素化プロセス
　　　　　　2. 水素を石油で運ぶ有機ハイドライド技術
　　　　　　3. ウインド・ソーラー水素の大規模な有機ハイドライド大陸間海上輸送
　　　　　　4. 有機ハイドライドを活用するグリーンディーゼル自動車・スーパーエコ船舶の開発
　　　　　　5. 有機ハイドライド活用する「スマート水素グリッド構想」
　　　　(8) 水素エネルギー関連金属材料の水素脆化研究の基盤技術
　　　　　　1. 水素添加
　　　　　　　1.1 高圧水素チャージと電解水素チャージにおける水素存在状態比較
　　　　　　　1.2 高圧水素チャージと電解水素チャージにおける水素量比較
　　　　　　　1.3 各種高圧水素ガス環境を模擬する電解チャージ条件
　　　　　　　1.4 各種温度における水素量
　　　　　　2. 水素分析
　　　　　　　2.1 水素量および水素放出温度プロファイルに及ぼす格子欠陥の影響
　　　　　　　2.2 水素の存在状態分離
　　　　　　　2.3 変形過程における水素の動的挙動
　　　　　　3. 水素脆化感受性
　　　　　　　3.1 SSRT試験による水素脆化感受性
　　　　　　　3.2 延性低下に及ぼす水素の役割
　　　　(9) ホウ素系水素貯蔵材料
　　　　　　1. 錯体水素化物
　　　　　　2. ホウ素系錯体水素化物による水素貯蔵
　　　　　　　2.1 水素放出・再吸蔵特性
　　　　　　　2.2 材料設計指針としての「電気陰性度」
　　　　　　　2.3 マイクロインジケーターとしての「μSR分析」
　　　　　　　2.4 複合化
　　　　(10) アルミニウム水素化物による水素貯蔵
　　　　　　1. アルミニウム水素化物の化学合成と脱水素化特性
　　　　　　　1.1 化学合成条件の最適化
　　　　　　　1.2 結晶構造と熱力学的安定性
　　　　　　　1.3 表面改質と脱水素化特性
　　　　　　2. アルミニウム水素化物の高圧合成と水素化特性
　　　　　　　2.1 アルミニウムと水素流体の直接反応によるAlH3合成
　　　　　　　2.2 エネルギー分散法により観察した水素化反応
　　　　　　　2.3 アルミニウムの水素化過程における結晶粒径変化
　　　　(11) 水素貯蔵材料MgH2の製造と応用
　　　　　　1. MgH2の製造法
　　　　　　　1.1 MgH2の工業生産化
　　　　　　　1.2 水素化マグネシウムタブレットの製作
　　　　　　2. MgH2製造設備のスケールアップ
　　　　　　3. MgH2の加水分解による水素生成
　　　　　　4. マグ水素リアクターの開発とその適用例
　　　　　　　4.1 マグ水素リアクターの開発
　　　　　　　4.2 各種製品への適用例
　　　　　　5. 生成物の再利用・再生
　　　　　　　5.1 MgO/Mg(OH)2の再利用
　　　　　　　5.2 Mg/MgH2への再生
　　　　　　6. 今後の展開


第5章　水素輸送・貯蔵における安全化技術・安全対策
　第1節．水素輸送・貯蔵におけるハンドリング技術
　　1. 水素に関する事故事例
　　2. 水素の性質
　　3. 水素の安全な取り扱いの基本的考え
　　4. 水素の安全な取り扱いについて
　　5. 水素設備の操作方法の基本
　　6. 取り扱いのノウハウ
　　7. 圧縮および液化水素輸送に係る技術
　　8. 貯蔵

　第2節．水素輸送システムの安全化対策
　　1. 水素供給の現状と水素需要量の推定
　　2. C-FRP容器の技術の現状
　　3. 高圧水素貯蔵用C-FRP容器の技術の内容
　　　3.1 C-FRP容器の種類と構造
　　　3.2 Type3 C-FRP複合容器の製造プロセス
　　　3.3 高圧水素輸送用C-FRP容器の要求性能
　　　　3.3.1 圧縮天然ガス自動車用C-FRP容器を高圧水素輸送用に適用するための留意点
　　　　3.3.2 容器材料の水素透過性
　　　　3.3.3 急速充てん時のガス温度挙動
　　　　3.3.4 容器材料の水素脆化
　　　　3.3.5 高圧水素輸送用C-FRP容器の要求性能
　　　3.4 高圧水素輸送用C-FRP容器の適用例
　　4. 高圧水素輸送用C-FRP容器の技術課題
　　　4.1 Type3容器のライナー材料の水素脆化
　　5. 高圧水素輸送用C-FRP容器集合体（集合容器）の安全性検証
　　　5.1 実機集合容器の横転試験
　　　　5.1.1 集合容器の製作
　　　　5.1.2 横転試験結果
　　　5.2 実機集合容器の垂直衝撃試験
　　　　5.2.1 試験方法
　　　　5.2.2 試験結果
　　　5.3 実機集合容器の水平衝撃負荷試験
　　　　5.3.1 試験方法
　　　　5.3.2 試験結果
　　　5.4 実機集合容器の水平静的負荷試験
　　　　5.4.1 試験方法
　　　　5.4.2 衝撃負荷試験との比較
　　　5.5 各種衝撃負荷試験の加速度の比較
　　6. 高圧水素輸送用車両の関連法規の検証
　　　6.1 関連法規
　　　6.2 道路運送車両の保安基準
　　7. 定置用蓄圧器へのC-FRP容器の適用
　　　7.1 日本の蓄圧器の現状
　　　7.2 日本の蓄圧器の課題
　　　7.3 定置用蓄圧器の海外の状況