为在2050年实现脱碳社会，氢能的利用正在加速。氢能普及的关键是氢气的“液化技术”，将气体氢变成液体以削减运输和储存成本。目前使用的气体式冷冻机的效率只有25%左右，这成为了制氢成本较高的主要原因。而通过控制磁性材料的磁矩来发热和吸热的磁制冷在理论上可以实现50％以上的效率，但实际上制冷工作范围过窄，只有5℃左右，所以一直未能实用化。
为此，日本物质材料研究机构磁制冷系统小组的神谷宏治组长等人组成的研究团队着眼于正在空调等家电日常温度范围内展开研究的主动蓄冷式磁制冷（AMRR）技术。传统的AMRR虽然工作温度范围大，但在极低的温度下难以实现，研究团队此次开发了通过将磁性材料移入和移出经过最优化的超导磁场，来实现高效率、低发热的磁场变化机构。同时，还开发了形状最适合AMRR的换热器并改良了磁性材料的形状，由此扩大了制冷工作的温度范围和在极低温度下稳定工作的AMRR循环，全球首次实现了利用AMRR的氢液化。
通过将磁性材料移入和移出经过最优化的超导磁场，实现了高效率、低发热、提供磁场变化的AMRR系统。重复步骤（1）至（4），磁性材料容器下部的低温端会逐渐冷却，氢容器中的氢气温度也随之下降，最终液化。
为投入使用，研究团队立下的目标之一是实现液化效率为50％、每天可制造约100公斤液态氢的液化机。今后计划增加液化量并提高热交换气体循环系统的效率，同时扩大AMRR系统的体积，降低制氢价格。
原文：JSTnews 7月号
翻译编辑：JST客观日本编辑部
