日本鐵鋼協會主辦之第257及258回西山紀念技術講座於2025年10月及11月舉行，主題聚焦於「實現碳中和社會之能源材料的科學基礎與開發最前線」。內容涵蓋社會基礎設施的材料可靠性評價、氫脆化機制、金屬材料環境劣化、以及相關鋼材與焊接技術的最新開發動向。
本次講座包含六場演講，概要如下：
1. 碳中和時代的社會基礎設施與材料可靠性評價
(東京大学 大学院工学系研究科 川畑友弥教授)
展望未來的氫能社會願景，並整理至2050年為止全球所需的全新社會基礎設施、其所使用的鋼鐵材料、要求的性能以及開發方針。特別是在能源領域，由於對高度「抗斷裂可靠性」的要求極其嚴苛，本報告介紹破壞力學、焊接力學與可靠性工程領域的最新學術觀點，並針對各種構造物的用途，提議應設定的材料可靠性評價法及其判定標準。此外，並詳細回顧過去的事故案例，找出過往缺失的視點，並從中歸納共通點，藉此思考建構新構造物抗斷裂可靠性的手法。
2.氫脆化實態之解明：從潛伏期到斷裂
(上智大学 大学院理工学 高井健一研究科委員長･教授)
透過高強度鋼的應用實現車體輕量化，以及將能源轉向氫能是實現脫碳社會的重要進步，但「氫脆化」卻是阻礙這些進步的主因。近期，隨著原子尺度的實驗與計算科學相結合的元素研究不斷累積，氫脆化的實態已逐漸被解明。本演講將解說氫原子侵入鋼中，在反覆擴散與捕獲(Trap)的過程中引發斷裂的過程。特別是會以各種格子缺陷（空孔、位錯、晶界）與氫的相互作用為中心，概述從氫脆化斷裂的潛伏期，到裂紋產生、擴展直至最終斷裂的實際情況。
3.金屬材料的環境劣化開裂機制及其評價
(東京科学大学物質理工学院材料系 多田英司教授)
為了實現碳中和社會，氫氣與氨氣的利用備受期待。在設計相關儲存與運輸設備及其耐久性評價時，理解其環境特性至關重要。金屬材料耐環境特性評價中的核心問題—腐蝕與環境劣化開裂(Environmental Degradation Cracking)，是涉及材料特性、機械性質、使用環境與力學條件的複雜劣化現象。本演講以鋼鐵材料為中心，整理金屬材料腐蝕科學的基礎與環境劣化開裂機制，並概述支撐碳中和社會的金屬材料環境劣化知見及其評價方法。
4. 氫能相關設備材料的報告案例、開發動向與需求
(川崎重工業株式會社 技術開發本部技術創新中心 水氫能系統開發部 東誠部長)
氫能是實現碳中和社會所期待的清潔能源，目前在能源的「生產、運輸、儲存、使用」各個領域，革新產品的開發正蓬勃進行中。雖然氫氣利用已有數十年的實績，但未來的發展需要全新的視角。本演講介紹展示氫能設備使用環境、使用材料與相關法規的總覽，並聚焦於船舶、陸上設備、渦輪機等具體技術。此外，也探討從LNG低溫技術轉向液化氫「極低溫」技術的突破點、材料需求及最新開發動向，明確氫能設備低成本化與高效利用的發展路徑。
5. 促進海洋結構物—離岸風電普及的支撐結構鋼材與利用技術
(JFE鋼鐵 鋼鐵研究所 基礎設施建材研究部 難波隆行資深研究員)
離岸風電被日本經濟產業省的「綠色成長戰略」列為核心，是日本具有巨大潛力的能源，也被期待作為生產氫、氨等清潔能源的手段。然而，離岸風電必須嚴格考量海洋環境以及日本特有的地震載荷。除了降低部件製造成本，從現地施工的角度來看，支撐結構的「輕量化」是普及的關鍵。本演講概述海洋結構物的通論，並針對離岸風電支撐結構所需的鋼材、焊接技術、疲勞強度提升技術、檢測維修，以及考慮風、浪、地震載荷的設計方法進行解說。
6. 面向碳中和社會的鋼材解決方案思維與開發案例
(日本製鐵 技術開發本部 鋼鐵研究所 能源材料研究部 小薄孝裕部長)
實現碳中和社會需要建構從液化氫、氨等氫載體的生產到運輸、消費的供應鏈，以及普及捕獲與埋存CO2的CCS技術。在這些應用中，由於涉及高壓與極低溫等傳統能源未有的嚴酷環境，預計會產生腐蝕與斷裂風險。本演講概述碳中和社會所需的鋼材解決方案課題，重點介紹近期技術發展迅速的領域：液化 CO2 儲罐的大型化、運輸與儲存用的壓入管，以及未來氫能普及支柱—高壓氫氣利用相關鋼材的研究開發狀況。
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