国立大学法人九州大学 村上隆吉 董事/副校长（独立行政法人产业技术综合研究所）氢材料高级研究中心long) 的研究小组取得了一项重要发现，解开了过去 40 年来一直被认为是一个谜的现象：“氢脆”，即氢会降低金属材料的疲劳强度性能。
过去的报告指出，“当氢进入材料时，材料的强度会降低”，这已成为研究人员的常识，并提出了几种理论来解释这种现象。为了强调氢的作用，村上所长兼副社长领导的研究小组进行了一项实验，将大量的氢渗透到不锈钢中。结果令人惊讶地表明，与预期相反，疲劳强度性能显着提高。
这一重要发现预计将为建设安全放心的氢能社会做出极其巨大的贡献，包括加氢站和氢燃料电池汽车的发展。
这项研究是独立行政机构新能源产业技术综合开发机构（NEDO）委托的“氢尖端科学基础研究项目（2006-2019财年）”的一部分。
这项研究的结果将于2010年7月7日星期三举行的“NEDO燃料电池/氢技术开发2009年结果报告研讨会”上发表。有关这项研究结果的原始论文发表在美国学术期刊“冶金和材料交易 A''即将推出。
众所周知，氢会渗透到材料中并显着削弱其强度。这种现象称为“氢脆”。要实现氢能社会，必须解决氢脆问题，发展氢安全基础设施和设备。例如，如果发生氢脆，预计能使用30年的基础设施和设备可能会在一年左右出现故障。为了防止氢脆事故，挑战在于开发防止氢渗透到材料中的技术，并开发即使氢渗透也几乎没有影响的材料。然而，阻止氢渗透到材料中是非常困难的，因此世界范围内正在进行研究，以建立安全的设计和制造方法，假设一定量的氢会渗透。
氢脆的研究已有40多年的历史，但其机理据说仍然是个谜。传统观点认为“进入材料的氢量越多，材料的强度性能就越差”。近日，位于九州大学伊东校区的独立行政机构国立产业技术综合研究所氢材料先端科学研究中心（简称HYDROGENIUS）取得了颠覆这一常识的惊人发现。为了通过强调氢的影响来阐明氢脆的基本机制，我们通过向材料中注入极大量的氢来研究材料的强度性能。与我们预期强度会显着下降的预期相反，我们发现该材料表现出了极其优异的性能。基于对疲劳裂纹进展的微观观察，我们解开了氢脆的谜团，并找出了为什么通过改变重复施力的速率而氢脆程度发生显着变化的原因。
这个结果冶金和材料交易 A投稿时，过去30年的氢脆研究中没有这样的报道，所以最初被拒绝发表，理由是它与过去的研究结果相矛盾。但经过一年多与审稿人的激烈讨论，我们得到了他们的理解，并决定发表论文。
材料中的氢含量和重复施力率对材料疲劳强度性能的影响已经阐明，这项研究有望有助于提高加氢站和氢燃料电池汽车设计和制造的可靠性并降低成本，以及建设一个安全可靠的氢能社会。
据了解，氢不仅具有负面影响，而且根据氢的含量，疲劳强度特性也会显着提高，因此希望将这种现象应用于耐疲劳部件的开发。两年前，我们发现从材料中去除氢还可以显着提高疲劳强度特性，从而可以预测氢的最坏情况影响，并为行业提供设计和制造更安全设备的指南。
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图：氢对 SUS304 不锈钢疲劳裂纹扩展的影响
红色部分是发生了强烈变形，晶体结构发生变化的部分
实验条件
初始氢含量为(a)22ppm，(b)24ppm，(c)24ppm，(c)进一步氢化至1093ppm
重复测试的次数为 (a) 每秒一次，(b) 每 100 秒一次，(c) 每秒一次
重复测试的气氛是(a)在大气中，(b)在7个大气压的氢气中，(c)在大气中
在实验结果中，
疲劳裂纹从02毫米发展到3毫米所需的重复试验次数为(a)8200次，(b)2450次，(c)32600次，(c)持续时间最长。
根据此结果，
经过氢气浸渍的材料的使用寿命会更长。 (a)和(c)的比较
在氢气中分解次数较少。 (a)和(b)的比较
如果测试速度较慢，则在较少的测试中就会出现故障。 (a)和(b)的比较
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