JP2001262252A - 水素透過膜用合金 - Google Patents
水素透過膜用合金Info
- Publication number
- JP2001262252A JP2001262252A JP2000081298A JP2000081298A JP2001262252A JP 2001262252 A JP2001262252 A JP 2001262252A JP 2000081298 A JP2000081298 A JP 2000081298A JP 2000081298 A JP2000081298 A JP 2000081298A JP 2001262252 A JP2001262252 A JP 2001262252A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen
- alloy
- hydrogen permeation
- permeation film
- temperature region
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】従来の水素透過膜用材料を用いる場合、高温域
においてβ−Ｐｄ相が生成され水素透過膜特性が良好で
なかったものを、改変する。 【手段】在来対応に比し、水素透過膜を形成するに際
し、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕの少なくとも一種を０〜２０％
と、Ｃｅ，Ｓｍ，Ｔｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂの少な
くとも一種を３〜１５ａｔ％と、残部Ｐｂと不純物より
なる水素透過膜用合金とし、高温域においても変形や脆
化が生じないようにする。 【効果】ＰｄにＩｂ族であるＡｇ，Ａｕ，Ｃｕの少なく
とも一種を０〜２０％と、希土類元素である、Ｃｅ，Ｓ
ｍ，Ｔｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂの少なくとも一種を
３〜１５％とを添加することにより、低温域から高温域
において水素透過率の高い水素透過膜用合金を得ること
が出来る。
においてβ−Ｐｄ相が生成され水素透過膜特性が良好で
なかったものを、改変する。 【手段】在来対応に比し、水素透過膜を形成するに際
し、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕの少なくとも一種を０〜２０％
と、Ｃｅ，Ｓｍ，Ｔｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂの少な
くとも一種を３〜１５ａｔ％と、残部Ｐｂと不純物より
なる水素透過膜用合金とし、高温域においても変形や脆
化が生じないようにする。 【効果】ＰｄにＩｂ族であるＡｇ，Ａｕ，Ｃｕの少なく
とも一種を０〜２０％と、希土類元素である、Ｃｅ，Ｓ
ｍ，Ｔｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂの少なくとも一種を
３〜１５％とを添加することにより、低温域から高温域
において水素透過率の高い水素透過膜用合金を得ること
が出来る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】開示技術は、水素の精製・分離に
用いる水素透過膜用合金の技術分野に属する。
用いる水素透過膜用合金の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】空調等の装置で発生した水素ガスを分離
し排出する方法、あるいは半導体シリコン製造等に用い
る還元雰囲気用、燃料電池用の燃料等に用いる水素ガス
の精製・分離方法の技術として、パラジウム（Ｐｂ）膜
を介して水素を選択的に透過させる性質を利用した技術
がある。
し排出する方法、あるいは半導体シリコン製造等に用い
る還元雰囲気用、燃料電池用の燃料等に用いる水素ガス
の精製・分離方法の技術として、パラジウム（Ｐｂ）膜
を介して水素を選択的に透過させる性質を利用した技術
がある。
【０００３】かかる精製・分離方法（技術）に用いられ
る水素透過膜用材料としてパラジウム（Ｐｄ）がある
が、パラジウム（Ｐｄ）単独を使用する場合、水素雰囲
気中で３００℃程度まで加熱した場合、β−Ｐｄ相が生
成され、変形、脆化を引き起こす欠点があることが知ら
れている。このため、該β−Ｐｄ相の生成を抑制し、該
変形や脆化を防ぐべく当該パラジウム（Ｐｄ）に銀、金
を添加する合金技術が知られている。
る水素透過膜用材料としてパラジウム（Ｐｄ）がある
が、パラジウム（Ｐｄ）単独を使用する場合、水素雰囲
気中で３００℃程度まで加熱した場合、β−Ｐｄ相が生
成され、変形、脆化を引き起こす欠点があることが知ら
れている。このため、該β−Ｐｄ相の生成を抑制し、該
変形や脆化を防ぐべく当該パラジウム（Ｐｄ）に銀、金
を添加する合金技術が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】該種水素透過膜を用い
た水素ガスの精製・分離方法（技術）は、物理特性とし
て水素透過膜の水素透過特性に大きく依存され、また、
水素の精製・分離の際、加熱して反応を促進させるよう
にするが、その加熱温度は５００〜６００℃近辺の高温
に達する場合があり、そのため水素透過膜に対しては、
上記変形や脆化を引き起こすこともなく、優れた水素透
過特性を低温域から高温域まで安定して有することが求
められてはいるが、従来技術においてはかかる要望に応
えるに充分な技術が開発されていないという難点があっ
た。
た水素ガスの精製・分離方法（技術）は、物理特性とし
て水素透過膜の水素透過特性に大きく依存され、また、
水素の精製・分離の際、加熱して反応を促進させるよう
にするが、その加熱温度は５００〜６００℃近辺の高温
に達する場合があり、そのため水素透過膜に対しては、
上記変形や脆化を引き起こすこともなく、優れた水素透
過特性を低温域から高温域まで安定して有することが求
められてはいるが、従来技術においてはかかる要望に応
えるに充分な技術が開発されていないという難点があっ
た。
【０００５】
【発明の目的】この出願の発明の目的は、上述従来技術
に基づく水素透過膜特性の高温下における変形や脆化を
生じない物理特性を有するようにして、化学産業におけ
るガス透過技術利用分野に益する優れた水素透過膜合金
を提供せんとするものである。
に基づく水素透過膜特性の高温下における変形や脆化を
生じない物理特性を有するようにして、化学産業におけ
るガス透過技術利用分野に益する優れた水素透過膜合金
を提供せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するために手段】上述目的に沿い先述特許
請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成は、前述
課題を解決するために、優れた水素透過特性を有する水
素透過膜用合金を開発すべく研究を重ねた結果、Ｉｂ族
であるＡｇ，Ａｕ，Ｃｕの少なくとも一種を有し、更
に、希土類元素である、Ｃｅ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈ
ｏ，Ｅｒ，Ｙｂの少なくとも一種を有し、残部Ｐｄと不
純物よりなることを基幹とし、而して、上記Ａｇ，Ａ
ｕ，Ｃｕについては、少なくとも０〜２０ａｔ％とする
ようにし、又、上記Ｃｅ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅ
ｒ，Ｙｂについては、少なくともその一種を３〜１５ａ
ｔ％ともするようした技術的手段を講じたものである。
請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成は、前述
課題を解決するために、優れた水素透過特性を有する水
素透過膜用合金を開発すべく研究を重ねた結果、Ｉｂ族
であるＡｇ，Ａｕ，Ｃｕの少なくとも一種を有し、更
に、希土類元素である、Ｃｅ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈ
ｏ，Ｅｒ，Ｙｂの少なくとも一種を有し、残部Ｐｄと不
純物よりなることを基幹とし、而して、上記Ａｇ，Ａ
ｕ，Ｃｕについては、少なくとも０〜２０ａｔ％とする
ようにし、又、上記Ｃｅ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅ
ｒ，Ｙｂについては、少なくともその一種を３〜１５ａ
ｔ％ともするようした技術的手段を講じたものである。
【０００７】
【作用】而して、上述構成において、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ
の少なくとも一種を０〜２０ａｔ％添加することは水素
脆化を抑制するためであり、実験によれば、０〜２０ａ
ｔ％が最も効果的であり、２０ａｔ％を超えると充分な
水素透過特性が得られないことが分かったからである。
の少なくとも一種を０〜２０ａｔ％添加することは水素
脆化を抑制するためであり、実験によれば、０〜２０ａ
ｔ％が最も効果的であり、２０ａｔ％を超えると充分な
水素透過特性が得られないことが分かったからである。
【０００８】又、３〜１５ａｔ％とした理由は、３ａｔ
％以下では、水素透過性能が低く充分ではなく、又、１
５ａｔ％以上では第二相が析出し水素透過性能を下げる
ことになり、したがって、Ｐｄに対し金属間化合物を生
成しない固溶限内でＰｄに添加し良好な性能が発揮出来
る範囲内にしたものである。
％以下では、水素透過性能が低く充分ではなく、又、１
５ａｔ％以上では第二相が析出し水素透過性能を下げる
ことになり、したがって、Ｐｄに対し金属間化合物を生
成しない固溶限内でＰｄに添加し良好な性能が発揮出来
る範囲内にしたものである。
【０００９】
【発明が実施しようとする形態】次ぎにこの出願の発明
の実施しようとする形態を実施例の態様として、表を参
照して説明すれば以下の通りである。
の実施しようとする形態を実施例の態様として、表を参
照して説明すれば以下の通りである。
【００１０】水素透過膜合金は、次ぎの表１に示す成分
組成の実施例１〜７の合金と従来例８，９の合金をＡｒ
雰囲気中でアーク溶解した後、厚さ１００μｍ以下にな
るまで圧延し、水素透過膜用試験片および耐水素脆化特
性評価用試験片を作成した。
組成の実施例１〜７の合金と従来例８，９の合金をＡｒ
雰囲気中でアーク溶解した後、厚さ１００μｍ以下にな
るまで圧延し、水素透過膜用試験片および耐水素脆化特
性評価用試験片を作成した。
【表１】
【００１１】
【水素透過特性評価】上記の水素透過膜を、所定の反応
管にセットし、Ｈｅを流し膜からの漏れが無いことを確
認後、反応管を所定温度まで加熱し、所定の温度に達し
た段階で一方の一次側に水素を流し、圧力を印加し、反
応側の二次側に流さた水素流量を測定したものである。
試験結果の評価は次式で表わされる。
管にセットし、Ｈｅを流し膜からの漏れが無いことを確
認後、反応管を所定温度まで加熱し、所定の温度に達し
た段階で一方の一次側に水素を流し、圧力を印加し、反
応側の二次側に流さた水素流量を測定したものである。
試験結果の評価は次式で表わされる。
【００１２】実施例の試料１〜７および従来例の試料
８，９のサンプル試験片の水素透過率を下記の条件で測
定したところ、図１に示す結果を得た。 測定条件 温度；３５０〜６００℃ 膜の水素透過面積；３．９４×１０−３ｍ２ 圧力；０．２０ＭＰａ
８，９のサンプル試験片の水素透過率を下記の条件で測
定したところ、図１に示す結果を得た。 測定条件 温度；３５０〜６００℃ 膜の水素透過面積；３．９４×１０−３ｍ２ 圧力；０．２０ＭＰａ
【００１３】図１の結果から明らかなように、実施例１
〜７の試料の試験片は、３５０〜６００℃の範囲におい
て、従来例８，９のサンプル試料と比較して水素透過率
が高いことが分かる。
〜７の試料の試験片は、３５０〜６００℃の範囲におい
て、従来例８，９のサンプル試料と比較して水素透過率
が高いことが分かる。
【００１４】
【耐水素脆化特性評価】実施例１〜７の試料および従来
例８，９のサンプル試料を、水素雰囲気中に於いて室温
から脆化や変形の有無を確認した。結果を次ぎの表２に
実施例１，３，６，７の試料と従来例８，９のサンプル
試料の試験実施前の試料と試験実施後の試料の外観写真
を図２に示す。図２の結果から、従来例８のサンプル試
料は変形および脆化されていることが確認されるが、実
施例１〜７の試料では従来例２のサンプル試料と同様に
脆化および変形は確認されなかった。
例８，９のサンプル試料を、水素雰囲気中に於いて室温
から脆化や変形の有無を確認した。結果を次ぎの表２に
実施例１，３，６，７の試料と従来例８，９のサンプル
試料の試験実施前の試料と試験実施後の試料の外観写真
を図２に示す。図２の結果から、従来例８のサンプル試
料は変形および脆化されていることが確認されるが、実
施例１〜７の試料では従来例２のサンプル試料と同様に
脆化および変形は確認されなかった。
【表２】
【００１５】
【発明の効果】上述した如く、この出願の発明の水素透
過膜用合金は、ＰｄにＩｂ族であるＡｇ，Ａｕ，Ｃｕの
少なくとも一種を０〜２０％と、希土類元素である、Ｃ
ｅ，Ｓｍ，Ｔｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂの少なくとも
一種を３〜１５％とを添加することにより、水素雰囲気
中においての脆化および変形が抑制され、低温域から高
温域の幅広い温度領域において、従来例使用されている
ＰｄならびにＰｄＡｇ合金より水素透過率が高い水素透
過膜用合金が得られる。
過膜用合金は、ＰｄにＩｂ族であるＡｇ，Ａｕ，Ｃｕの
少なくとも一種を０〜２０％と、希土類元素である、Ｃ
ｅ，Ｓｍ，Ｔｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂの少なくとも
一種を３〜１５％とを添加することにより、水素雰囲気
中においての脆化および変形が抑制され、低温域から高
温域の幅広い温度領域において、従来例使用されている
ＰｄならびにＰｄＡｇ合金より水素透過率が高い水素透
過膜用合金が得られる。
【図１】温度に対する水素膜透過用合金の水素透過量の
関係グラフ図である。
関係グラフ図である。
【図２】水素透過膜合金の図面に代える写真図であり、
（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）はこの出願の発明の実
施例の代表的なものであり、（ホ）、（ヘ）は従来例の
サンプル試料のものである。
（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）はこの出願の発明の実
施例の代表的なものであり、（ホ）、（ヘ）は従来例の
サンプル試料のものである。
【手続補正書】
【提出日】平成１２年３月２３日（２０００．３．２
３）
３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤本 潤 埼玉県草加市稲荷５丁目20番１号 石福金 属興業株式会社草加第二工場内 (72)発明者 長谷川 浩一 埼玉県草加市稲荷５丁目20番１号 石福金 属興業株式会社草加第一工場内 (72)発明者 関 務 神奈川県横浜市鶴見区岸谷１丁目３番25号 505号室 Ｆターム(参考） 4D006 GA41 KA15 KA31 KE16Q KE16R MB04 MC02 PB66 PC80 4G040 FA06 FB09 FC01 FE01 5H027 AA02 BA14
Claims (2)
- 【請求項１】Ｐｄを有する水素透過膜用合金において、
Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕの少なくとも一種を有し、Ｃｅ，Ｓ
ｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂの少なくとも一種を
有し、残部Ｐｄと不純物よりなることを特徴とする水素
透過膜用合金。 - 【請求項２】上記Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕのうち、少なくとも
一種を０〜２０ａｔ％とし、Ｃｅ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，
Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂのうち少なくとも一種を３〜１５ａｔ
％とすることを特徴とする請求項１記載の水素透過膜合
金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000081298A JP2001262252A (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | 水素透過膜用合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000081298A JP2001262252A (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | 水素透過膜用合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001262252A true JP2001262252A (ja) | 2001-09-26 |
Family
ID=18598256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000081298A Pending JP2001262252A (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | 水素透過膜用合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001262252A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012200716A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | 水素透過性モジュール及びこれを利用した水素分離方法 |
| CN104046935A (zh) * | 2014-06-28 | 2014-09-17 | 西安瑞鑫科金属材料有限责任公司 | 一种钯铜合金箔材的制备方法 |
| WO2023037851A1 (ja) | 2021-09-09 | 2023-03-16 | 田中貴金属工業株式会社 | ＰｄＣｕ合金からなる水素透過膜及び水素透過膜による水素精製方法 |
-
2000
- 2000-03-23 JP JP2000081298A patent/JP2001262252A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012200716A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | 水素透過性モジュール及びこれを利用した水素分離方法 |
| CN104046935A (zh) * | 2014-06-28 | 2014-09-17 | 西安瑞鑫科金属材料有限责任公司 | 一种钯铜合金箔材的制备方法 |
| CN104046935B (zh) * | 2014-06-28 | 2015-11-04 | 西安瑞鑫科金属材料有限责任公司 | 一种钯铜合金箔材的制备方法 |
| WO2023037851A1 (ja) | 2021-09-09 | 2023-03-16 | 田中貴金属工業株式会社 | ＰｄＣｕ合金からなる水素透過膜及び水素透過膜による水素精製方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4756450B2 (ja) | 水素分離・精製用複相合金 | |
| JP2000159503A (ja) | Ｎｂ合金水素分離膜 | |
| KR101290942B1 (ko) | 수소 분리ㆍ정제용 복합상 합금 및 그 제작 방법, 그리고수소 분리ㆍ정제용 금속막 및 그 제작 방법 | |
| JP5185035B2 (ja) | 水素透過性能に優れたＰｄ−Ｃｕ系合金 | |
| JP2001262252A (ja) | 水素透過膜用合金 | |
| JP2008012495A (ja) | 水素透過合金膜 | |
| JP2002206135A (ja) | 水素透過膜、その製法およびその使用 | |
| KR101493473B1 (ko) | 분리막용 바나듐계 수소투과합금, 그 제조 방법 및 이를 이용한 분리막의 사용 방법 | |
| JP5310541B2 (ja) | 水素透過合金及びその製造方法 | |
| JP3926708B2 (ja) | 水素透過膜 | |
| Timofeev et al. | New palladium-based membrane alloys for separation of gas mixtures to generate ultrapure hydrogen | |
| JP2001131653A (ja) | 水素透過膜用合金 | |
| JP4953278B2 (ja) | すぐれた水素透過分離性能を発揮する水素透過分離薄膜 | |
| JP2001046845A (ja) | 水素透過膜用合金 | |
| JP2006000722A (ja) | 水素透過合金膜及びその製造方法 | |
| WO2021199732A1 (ja) | 無フラックスろう付用アルミニウムブレージングシート | |
| JP3377731B2 (ja) | 高性能水素分離膜 | |
| JP2815967B2 (ja) | 水素精製・分離膜用合金 | |
| JP2006283076A (ja) | 水素分離・精製用複相合金 | |
| JP5549205B2 (ja) | 水素分離合金、水素分離合金圧延形成用素材、水素分離合金の製造方法、および水素分離装置 | |
| JP2010018836A (ja) | すぐれた水素透過分離性能を発揮する水素透過分離薄膜 | |
| JP4227907B2 (ja) | Ｐｄ合金水素分離膜材料 | |
| JP7359381B2 (ja) | 水素分離合金 | |
| JP4953279B2 (ja) | すぐれた水素透過分離性能を発揮する水素透過分離薄膜 | |
| JP3377734B2 (ja) | 高性能水素分離膜 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040220 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050502 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A132 Effective date: 20070412 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070607 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070628 |