JP2002292259A - 水素透過構造体およびその製造方法 - Google Patents
水素透過構造体およびその製造方法Info
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- hydrogen permeable
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- Fuel Cell (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ピンホールのない緻密な水素透過性膜を形成
する。 【解決手段】 仮支持体１上に水素透過性膜２を形成す
る工程と、面積比率で、水素透過性膜２の表面の３０％
以上９５％以下を覆うように水素透過性膜２上に、金属
を含み開口を有するベース膜４を形成する工程と、ベー
ス膜４を形成した後、仮支持体１を除去することにより
水素透過構造体を得る工程とを備える。
する。 【解決手段】 仮支持体１上に水素透過性膜２を形成す
る工程と、面積比率で、水素透過性膜２の表面の３０％
以上９５％以下を覆うように水素透過性膜２上に、金属
を含み開口を有するベース膜４を形成する工程と、ベー
ス膜４を形成した後、仮支持体１を除去することにより
水素透過構造体を得る工程とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、一般的には、水
素透過構造体およびその製造方法に関し、より特定的に
は、多孔質の基材に水素透過性膜が形成された水素透過
構造体とその製造方法に関するものである。
素透過構造体およびその製造方法に関し、より特定的に
は、多孔質の基材に水素透過性膜が形成された水素透過
構造体とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】水素ガスは燃料電池用の燃料などに用い
られ、ガス体燃料の変成法などによって工業的に製造さ
れる。たとえば、ガス体燃料の変成法によれば、水蒸気
を改質することによって水素ガスが製造されるが、改質
ガスには主成分としての水素以外に、副成分として一酸
化炭素、二酸化炭素などが含まれている。そのため、水
素ガス以外の副成分を除去し、高純度の水素ガスを得る
ために改質ガスを生成する必要がある。その生成法の１
つとして、水素透過性膜が水素のみを選択的に透過させ
る特性を利用した方法がある。
られ、ガス体燃料の変成法などによって工業的に製造さ
れる。たとえば、ガス体燃料の変成法によれば、水蒸気
を改質することによって水素ガスが製造されるが、改質
ガスには主成分としての水素以外に、副成分として一酸
化炭素、二酸化炭素などが含まれている。そのため、水
素ガス以外の副成分を除去し、高純度の水素ガスを得る
ために改質ガスを生成する必要がある。その生成法の１
つとして、水素透過性膜が水素のみを選択的に透過させ
る特性を利用した方法がある。
【０００３】水素透過性膜の製造方法として、特開平１
１−２６７４７７号公報には、ピンホールのない水素透
過性膜を作成するために、ステンレス鋼製、またはアル
ミナ、窒化珪素などのセラミックス製の多孔質支持体の
表面にイオンプレーティング法によって厚みが０．１〜
２０μｍ程度のＰｄ膜、Ｎｂ膜などの水素透過性金属膜
を形成する方法が提案されている。
１−２６７４７７号公報には、ピンホールのない水素透
過性膜を作成するために、ステンレス鋼製、またはアル
ミナ、窒化珪素などのセラミックス製の多孔質支持体の
表面にイオンプレーティング法によって厚みが０．１〜
２０μｍ程度のＰｄ膜、Ｎｂ膜などの水素透過性金属膜
を形成する方法が提案されている。
【０００４】特開平１１−２８６７８５号公報には、多
孔質支持体の表面に無電解めっきまたはイオンプレーテ
ィング法によってＰｄ金属とＰｄと合金化する金属とを
交互に積層して多層化した後、熱処理して水素透過性膜
としてＰｄ合金膜を形成した水素透過構造体が提案され
ている。
孔質支持体の表面に無電解めっきまたはイオンプレーテ
ィング法によってＰｄ金属とＰｄと合金化する金属とを
交互に積層して多層化した後、熱処理して水素透過性膜
としてＰｄ合金膜を形成した水素透過構造体が提案され
ている。
【０００５】また、特開平４−３４９９２６号公報で
は、細孔径が１〜１０００ｎｍ（１０〜１００００Å）
の無機多孔体の細孔内に平均細孔径が１〜３ｎｍ（１０
〜３０Å）のシリカゲル、平均細孔径が１．５〜３ｎｍ
（１５〜３０Å）のアルミナゲルまたは平均細孔径が１
〜２ｎｍ（１０〜２０Å）のシリカ・アルミナゲルを担
持し、さらにその表面に水素透過性膜としてパラジウム
を含有する薄膜を形成した水素ガス分離膜が提案されて
いる。
は、細孔径が１〜１０００ｎｍ（１０〜１００００Å）
の無機多孔体の細孔内に平均細孔径が１〜３ｎｍ（１０
〜３０Å）のシリカゲル、平均細孔径が１．５〜３ｎｍ
（１５〜３０Å）のアルミナゲルまたは平均細孔径が１
〜２ｎｍ（１０〜２０Å）のシリカ・アルミナゲルを担
持し、さらにその表面に水素透過性膜としてパラジウム
を含有する薄膜を形成した水素ガス分離膜が提案されて
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述の方法では、多孔
質の基材上に、イオンプレーティング法、めっき法など
により水素透過性膜を形成している。しかしながら、多
孔質の基材上に水素透過性膜を形成するため、水素透過
性膜にピンホールなどの欠陥が発生する。ピンホールが
存在すると水素以外のガスも透過するために改質ガスの
生成が困難となる。
質の基材上に、イオンプレーティング法、めっき法など
により水素透過性膜を形成している。しかしながら、多
孔質の基材上に水素透過性膜を形成するため、水素透過
性膜にピンホールなどの欠陥が発生する。ピンホールが
存在すると水素以外のガスも透過するために改質ガスの
生成が困難となる。
【０００７】この場合、水素透過性膜の膜厚を厚くする
ことでピンホールなどの欠陥の発生を防止することがで
きるが、水素透過性膜の水素透過性能はその膜厚に反比
例する。具体的には、水素透過性膜の厚みが２倍となる
と、水素の透過速度は１／２となる。そのため、水素透
過性膜を厚くすると、水素の透過性能が低下するという
問題があるので妥当ではない。
ことでピンホールなどの欠陥の発生を防止することがで
きるが、水素透過性膜の水素透過性能はその膜厚に反比
例する。具体的には、水素透過性膜の厚みが２倍となる
と、水素の透過速度は１／２となる。そのため、水素透
過性膜を厚くすると、水素の透過性能が低下するという
問題があるので妥当ではない。
【０００８】そこで、この発明は上述のような問題点を
解決するためになされたものであり、薄膜状の水素透過
性膜をピンホールのない緻密な膜として形成することが
できる水素透過構造体およびその製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。
解決するためになされたものであり、薄膜状の水素透過
性膜をピンホールのない緻密な膜として形成することが
できる水素透過構造体およびその製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本願発明者は、成膜方法
を種々検討した結果、平滑で緻密な表面を有する仮支持
体の上に水素透過性膜を形成し、その水素透過性膜に所
定のベース膜を形成することによりピンホールのない緻
密な膜を作成することができることを見出した。
を種々検討した結果、平滑で緻密な表面を有する仮支持
体の上に水素透過性膜を形成し、その水素透過性膜に所
定のベース膜を形成することによりピンホールのない緻
密な膜を作成することができることを見出した。
【００１０】この知見に基づいてなされた、この発明の
１つの局面に従った水素透過構造体の製造方法は、仮支
持体の上に水素透過性膜を形成する工程と、面積比率で
水素透過性膜の表面の３０％以上９５％以下を覆うよう
に水素透過性膜上に金属を含み開口を有するベース膜を
形成する工程と、ベース膜を形成した後、仮支持体を除
去することによって水素透過構造体を得る工程とを備え
る。
１つの局面に従った水素透過構造体の製造方法は、仮支
持体の上に水素透過性膜を形成する工程と、面積比率で
水素透過性膜の表面の３０％以上９５％以下を覆うよう
に水素透過性膜上に金属を含み開口を有するベース膜を
形成する工程と、ベース膜を形成した後、仮支持体を除
去することによって水素透過構造体を得る工程とを備え
る。
【００１１】このような工程を備えた水素透過構造体の
製造方法に従えば、仮支持体の上に水素透過性膜を形成
する。そのため、多孔体上に水素透過性膜を形成する場
合に比べて、水素透過性膜にピンホールが発生すること
を防止することができる。その結果、ピンホールのない
緻密な水素透過性膜を形成することができる。
製造方法に従えば、仮支持体の上に水素透過性膜を形成
する。そのため、多孔体上に水素透過性膜を形成する場
合に比べて、水素透過性膜にピンホールが発生すること
を防止することができる。その結果、ピンホールのない
緻密な水素透過性膜を形成することができる。
【００１２】また好ましくは、水素透過構造体の製造方
法は、得られた水素透過構造体を多孔体に接合する工程
をさらに備える。
法は、得られた水素透過構造体を多孔体に接合する工程
をさらに備える。
【００１３】この場合、多孔体に接合された水素透過構
造体を得ることができる。また好ましくは、水素透過性
膜を形成する工程は、パラジウム（Ｐｄ）、ニオブ（Ｎ
ｂ）、タンタル（Ｔａ）およびバナジウム（Ｖ）からな
る群より選ばれた少なくとも１種を含有する水素透過性
膜を形成することを含む。
造体を得ることができる。また好ましくは、水素透過性
膜を形成する工程は、パラジウム（Ｐｄ）、ニオブ（Ｎ
ｂ）、タンタル（Ｔａ）およびバナジウム（Ｖ）からな
る群より選ばれた少なくとも１種を含有する水素透過性
膜を形成することを含む。
【００１４】また好ましくは、ベース膜を形成する工程
は、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、
コバルト（Ｃｏ）、チタン（Ｔｉ）および銅（Ｃｕ）か
らなる群より選ばれた少なくとも１種を含むベース膜を
形成することを含む。
は、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、
コバルト（Ｃｏ）、チタン（Ｔｉ）および銅（Ｃｕ）か
らなる群より選ばれた少なくとも１種を含むベース膜を
形成することを含む。
【００１５】この発明に従った水素透過構造体は、上述
のいずれかの方法で製造された水素透過構造体であっ
て、１つの開口の面積が２５μｍ2以上である。
のいずれかの方法で製造された水素透過構造体であっ
て、１つの開口の面積が２５μｍ2以上である。
【００１６】また好ましくは、水素透過性膜の厚みが２
μｍ以下であり、ベース膜の厚みが５μｍ以上１００μ
ｍ以下である。
μｍ以下であり、ベース膜の厚みが５μｍ以上１００μ
ｍ以下である。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１〜図３は、この発明に従った
水素透過構造体の製造方法を説明するための図である。
図４は、図３中の矢印ＩＶで示す方向から見た水素透過
構造体の平面図である。図１を参照して、本発明に従え
ば、まず平滑で緻密な平面を有する仮支持体１を準備す
る。仮支持体上に、何らかの方法でパラジウムまたはパ
ラジウムを含有する水素透過性膜２を形成する。水素透
過性膜２上にレジストを塗布し、そのレジストをフォト
リソグラフィ工程によってパターニングしてレジストパ
ターン３を形成する。
水素透過構造体の製造方法を説明するための図である。
図４は、図３中の矢印ＩＶで示す方向から見た水素透過
構造体の平面図である。図１を参照して、本発明に従え
ば、まず平滑で緻密な平面を有する仮支持体１を準備す
る。仮支持体上に、何らかの方法でパラジウムまたはパ
ラジウムを含有する水素透過性膜２を形成する。水素透
過性膜２上にレジストを塗布し、そのレジストをフォト
リソグラフィ工程によってパターニングしてレジストパ
ターン３を形成する。
【００１８】図２を参照して、電解めっき法で鉄、クロ
ム、ニッケル、コバルト、チタンまたは銅などの金属の
ベース膜４を形成する。ベース膜４は、レジストパター
ン３が存在しない表面のみに選択的に形成される。
ム、ニッケル、コバルト、チタンまたは銅などの金属の
ベース膜４を形成する。ベース膜４は、レジストパター
ン３が存在しない表面のみに選択的に形成される。
【００１９】図３を参照して、レジストパターン３を除
去する。その後、仮支持体１を溶解除去または剥離除去
することで、パターニングされた開口５を有するベース
膜４上に穴やピンホールのない水素透過性膜２が形成さ
れた水素透過構造体７を得ることができる。図４を参照
して、水素透過構造体７は、水素透過性膜の上に形成さ
れたベース膜４を有する。ベース膜４には開口５が形成
されている。１つの開口５の面積が２５μｍ2以上であ
る。この水素透過構造体７を金属多孔体、または金属繊
維からなる布に熱処理で接合することにより、欠陥また
はピンホールがほとんどない水素透過構造体が得られ、
性能のよい水素ガスの分離材料となる。
去する。その後、仮支持体１を溶解除去または剥離除去
することで、パターニングされた開口５を有するベース
膜４上に穴やピンホールのない水素透過性膜２が形成さ
れた水素透過構造体７を得ることができる。図４を参照
して、水素透過構造体７は、水素透過性膜の上に形成さ
れたベース膜４を有する。ベース膜４には開口５が形成
されている。１つの開口５の面積が２５μｍ2以上であ
る。この水素透過構造体７を金属多孔体、または金属繊
維からなる布に熱処理で接合することにより、欠陥また
はピンホールがほとんどない水素透過構造体が得られ、
性能のよい水素ガスの分離材料となる。
【００２０】本発明の各工程をさらに詳細に示す。最初
に用意する仮支持体１の上には、欠陥が少ない水素透過
性膜を形成するために、仮支持体１は、清浄かつ平滑
で、しかも後工程で除去しやすい材料である必要があ
る。具体的には、清浄化かつ平滑化されたアルミニウム
板またはガラス板などが挙げられる。仮支持体１の表面
を平滑化する方法としては、電解研磨またはメカニカル
研磨などが挙げられる。また、微小なごみが仮支持体１
の表面に付着していると、水素透過性膜の形成の際の欠
陥となりやすいので、界面活性剤を用いた無塵布でのふ
き取り工程または静電気防止機能の付属したエアガンで
エア吹き工程などを実施して仮支持体１の表面を清浄化
することが好ましい。
に用意する仮支持体１の上には、欠陥が少ない水素透過
性膜を形成するために、仮支持体１は、清浄かつ平滑
で、しかも後工程で除去しやすい材料である必要があ
る。具体的には、清浄化かつ平滑化されたアルミニウム
板またはガラス板などが挙げられる。仮支持体１の表面
を平滑化する方法としては、電解研磨またはメカニカル
研磨などが挙げられる。また、微小なごみが仮支持体１
の表面に付着していると、水素透過性膜の形成の際の欠
陥となりやすいので、界面活性剤を用いた無塵布でのふ
き取り工程または静電気防止機能の付属したエアガンで
エア吹き工程などを実施して仮支持体１の表面を清浄化
することが好ましい。
【００２１】水素透過性膜２は、パラジウム（Ｐｄ）、
ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）およびバナジウム
（Ｖ）のいずれかを含む。好ましくは、水素透過性膜２
は、パラジウム膜またはパラジウムを含有する膜であ
る。さらに、水素透過性膜２は、パラジウムと白金（Ｐ
ｔ）を含有してもよい。水素透過性膜２の膜厚が薄いほ
ど水素透過速度が向上するため、水素透過性膜２の厚み
は少なくとも５μｍ以下である必要がある。さらに好ま
しくは、水素透過性膜２の厚みは１μｍ以下である。成
膜方法としては、ピンホールなどの欠陥が生じにくい方
法を用いる。より具体的には、アークイオンプレーティ
ング法、スパッタ法、電子ビーム蒸着法、化学気相蒸着
法（ＣＶＤ）、電解めっきなどが挙げられる。
ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）およびバナジウム
（Ｖ）のいずれかを含む。好ましくは、水素透過性膜２
は、パラジウム膜またはパラジウムを含有する膜であ
る。さらに、水素透過性膜２は、パラジウムと白金（Ｐ
ｔ）を含有してもよい。水素透過性膜２の膜厚が薄いほ
ど水素透過速度が向上するため、水素透過性膜２の厚み
は少なくとも５μｍ以下である必要がある。さらに好ま
しくは、水素透過性膜２の厚みは１μｍ以下である。成
膜方法としては、ピンホールなどの欠陥が生じにくい方
法を用いる。より具体的には、アークイオンプレーティ
ング法、スパッタ法、電子ビーム蒸着法、化学気相蒸着
法（ＣＶＤ）、電解めっきなどが挙げられる。
【００２２】次に、レジストパターン３は、水素透過性
膜２の表面上に形成され、面積比で５％以上７０％以下
の水素透過性膜２の表面を覆う。さらに、水素透過量と
強度との兼ね合いの観点から、面積比率で２０％以上７
０％以下の水素透過性膜２の表面を覆うことが好まし
い。さらに好ましくは、面積比率で４０％以上６０％以
下の水素透過性膜２の表面を覆う。パターニング形状は
特に限定されないが、レジストパターン３の形状が円形
であれば、その直径は１０μｍ以上１００μｍ以下であ
ることが好ましい。レジストパターン３のサイズが大き
くなると、その下の水素透過性膜２の破れが発生する恐
れがある。また小さすぎると、電解めっきでレジストパ
ターン３周囲部に金属からなるベース膜４を形成する際
に、ベース膜４の横方向の成長によりレジストで形成し
ようとしているベース膜４の開口５を封じてしまう恐れ
がある。レジストパターン３としては、ポジ型またはネ
ガ型のいずれも用いることができる。紫外線で露光可能
なものが望ましい。また、その後の電解めっき工程での
耐久性を考慮すると、加熱硬化後に酸またはアルカリに
耐えることができるレジストを選ぶ必要がある。また、
レジストパターン３は、ベース膜４を形成する際のベー
ス膜４の横方向の成長による封孔を避けるため、なるべ
く厚くすることが望ましい。
膜２の表面上に形成され、面積比で５％以上７０％以下
の水素透過性膜２の表面を覆う。さらに、水素透過量と
強度との兼ね合いの観点から、面積比率で２０％以上７
０％以下の水素透過性膜２の表面を覆うことが好まし
い。さらに好ましくは、面積比率で４０％以上６０％以
下の水素透過性膜２の表面を覆う。パターニング形状は
特に限定されないが、レジストパターン３の形状が円形
であれば、その直径は１０μｍ以上１００μｍ以下であ
ることが好ましい。レジストパターン３のサイズが大き
くなると、その下の水素透過性膜２の破れが発生する恐
れがある。また小さすぎると、電解めっきでレジストパ
ターン３周囲部に金属からなるベース膜４を形成する際
に、ベース膜４の横方向の成長によりレジストで形成し
ようとしているベース膜４の開口５を封じてしまう恐れ
がある。レジストパターン３としては、ポジ型またはネ
ガ型のいずれも用いることができる。紫外線で露光可能
なものが望ましい。また、その後の電解めっき工程での
耐久性を考慮すると、加熱硬化後に酸またはアルカリに
耐えることができるレジストを選ぶ必要がある。また、
レジストパターン３は、ベース膜４を形成する際のベー
ス膜４の横方向の成長による封孔を避けるため、なるべ
く厚くすることが望ましい。
【００２３】次に、ベース膜４を形成する工程では、好
ましくは電解めっきが用いられる。電解めっきとして
は、水素透過性膜２またはレジストパターン３に影響し
ない成分および水素濃度（ｐＨ）のめっき浴を用いる必
要がある。水素透過量と強度とを両立させるために、ベ
ース膜４は、面積比率で水素透過性膜２の表面の３０％
以上９５％以下を覆う。好ましくは、ベース膜４は、面
積比率で水素透過性膜２の表面の３０％以上８０％以下
を覆う。さらに好ましくは、ベース膜４は、面積比率で
水素透過性膜２の表面の４０％以上６０％以下を覆う。
ましくは電解めっきが用いられる。電解めっきとして
は、水素透過性膜２またはレジストパターン３に影響し
ない成分および水素濃度（ｐＨ）のめっき浴を用いる必
要がある。水素透過量と強度とを両立させるために、ベ
ース膜４は、面積比率で水素透過性膜２の表面の３０％
以上９５％以下を覆う。好ましくは、ベース膜４は、面
積比率で水素透過性膜２の表面の３０％以上８０％以下
を覆う。さらに好ましくは、ベース膜４は、面積比率で
水素透過性膜２の表面の４０％以上６０％以下を覆う。
【００２４】仮支持体１を除去した後のハンドリングを
考慮すると、めっきの厚みは少なくとも５μｍ以上であ
ることが望ましい。めっき材料としては、鉄、クロム、
ニッケル、コバルト、チタンまたは銅などの単体または
合金めっきを用いることができる。めっき後は、レジス
トパターン３を市販のレジスト剥離液に浸漬して剥離す
る。一つの開口の面積は、２５μｍ2以上であることが
好ましい。水素透過性膜２の厚みが２μｍ以下であり、
ベース膜４の厚みが５μｍ以上１００μｍ以下である。
考慮すると、めっきの厚みは少なくとも５μｍ以上であ
ることが望ましい。めっき材料としては、鉄、クロム、
ニッケル、コバルト、チタンまたは銅などの単体または
合金めっきを用いることができる。めっき後は、レジス
トパターン３を市販のレジスト剥離液に浸漬して剥離す
る。一つの開口の面積は、２５μｍ2以上であることが
好ましい。水素透過性膜２の厚みが２μｍ以下であり、
ベース膜４の厚みが５μｍ以上１００μｍ以下である。
【００２５】仮支持体１の除去については、仮支持体１
がガラスの場合は、ガラスと水素透過性膜２の界面は弱
いファンデルワース力で結合しているだけである。その
ため、ピンセットなどで容易に仮支持体１を機械的に剥
離除去することが可能である。また、仮支持体１がアル
ミニウム板の場合であれば、水酸化ナトリウム水溶液な
どアルカリ溶液でアルミニウム板の仮支持体１のみを選
択的に溶解除去することができる。
がガラスの場合は、ガラスと水素透過性膜２の界面は弱
いファンデルワース力で結合しているだけである。その
ため、ピンセットなどで容易に仮支持体１を機械的に剥
離除去することが可能である。また、仮支持体１がアル
ミニウム板の場合であれば、水酸化ナトリウム水溶液な
どアルカリ溶液でアルミニウム板の仮支持体１のみを選
択的に溶解除去することができる。
【００２６】最後に、得られた水素透過構造体７を金属
多孔体、または金属繊維からなる布などに真空中または
不活性雰囲気中または還元雰囲気中で温度６００℃以下
で熱処理接合することで本発明による水素ガスの分離材
料が形成される。金属多孔体または金属繊維布の形状ま
たは材質は特に限定されないが、耐熱性または耐酸化性
を考慮すると、たとえば鉄−ニッケル−クロム合金（Ｆ
ｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金）を用いることができる。
多孔体、または金属繊維からなる布などに真空中または
不活性雰囲気中または還元雰囲気中で温度６００℃以下
で熱処理接合することで本発明による水素ガスの分離材
料が形成される。金属多孔体または金属繊維布の形状ま
たは材質は特に限定されないが、耐熱性または耐酸化性
を考慮すると、たとえば鉄−ニッケル−クロム合金（Ｆ
ｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金）を用いることができる。
【００２７】
【実施例】縦×横×厚みが５ｃｍ×５ｃｍ×１ｍｍのガ
ラスを仮支持体１として準備した。その表面を、パーテ
ィクル管理されたガラス洗浄剤（商品名セミコクリーン
５６：フルウチ化学製）を含ませた無塵スポンジでスク
ラブ洗浄した。さらに、純水およびアセトンで超音波洗
浄し、最後にイソプロパノール蒸気洗浄を行なった。こ
うして清浄化されたガラスの仮支持体１上に電子ビーム
蒸着法（基材温度は室温、成膜レート：０．５ｎｍ／
秒）でパラジウム薄膜が厚さ１μｍとなるように成膜し
た。その上にポジ型のフォトレジスト（商品名ＯＦＰＲ
８０００、東京応化製）を２μｍの厚さとなるようにス
ピンコーティングで堆積した。その後、直径が１０μｍ
の円形のパターンを、円の中心間の距離が２０μｍで等
間隔にレジスト膜に残るように露光現像した。円形のレ
ジストが残存した。
ラスを仮支持体１として準備した。その表面を、パーテ
ィクル管理されたガラス洗浄剤（商品名セミコクリーン
５６：フルウチ化学製）を含ませた無塵スポンジでスク
ラブ洗浄した。さらに、純水およびアセトンで超音波洗
浄し、最後にイソプロパノール蒸気洗浄を行なった。こ
うして清浄化されたガラスの仮支持体１上に電子ビーム
蒸着法（基材温度は室温、成膜レート：０．５ｎｍ／
秒）でパラジウム薄膜が厚さ１μｍとなるように成膜し
た。その上にポジ型のフォトレジスト（商品名ＯＦＰＲ
８０００、東京応化製）を２μｍの厚さとなるようにス
ピンコーティングで堆積した。その後、直径が１０μｍ
の円形のパターンを、円の中心間の距離が２０μｍで等
間隔にレジスト膜に残るように露光現像した。円形のレ
ジストが残存した。
【００２８】こうして得られたサンプルにおいて、レジ
ストパターンが形成された部分以外の部分に選択的に鉄
クロム合金電解めっきを施した。めっき膜の厚みは２０
μｍとした。市販のレジスト除去液のシャワリング処理
を施し、レジストを除去した。その上に、ＪＩＳ呼称Ｓ
ＵＳ３１６のステンレス鋼からなる金属多孔体（Ｍｏｔ
ｔ社製）を載置して真空中温度４００℃で３時間の熱処
理を行ない、拡散接合処理した。その後、仮支持体１を
剥離除去して水素透過構造体を得た。このようにして形
成した水素透過構造体について温度４００℃で、体積比
率で水素を５０％、窒素を５０％を含む混合ガスを用
い、１気圧の気圧差で水素透過性能を測定した。その結
果、水素の透過量が８０ｃｍ3／分／ｃｍ2であり、窒素
の透過量が０．０１ｃｍ3／分／ｃｍ2以下であり、ほと
んど水素ガスのみを選択的に透過することができること
を確認した。
ストパターンが形成された部分以外の部分に選択的に鉄
クロム合金電解めっきを施した。めっき膜の厚みは２０
μｍとした。市販のレジスト除去液のシャワリング処理
を施し、レジストを除去した。その上に、ＪＩＳ呼称Ｓ
ＵＳ３１６のステンレス鋼からなる金属多孔体（Ｍｏｔ
ｔ社製）を載置して真空中温度４００℃で３時間の熱処
理を行ない、拡散接合処理した。その後、仮支持体１を
剥離除去して水素透過構造体を得た。このようにして形
成した水素透過構造体について温度４００℃で、体積比
率で水素を５０％、窒素を５０％を含む混合ガスを用
い、１気圧の気圧差で水素透過性能を測定した。その結
果、水素の透過量が８０ｃｍ3／分／ｃｍ2であり、窒素
の透過量が０．０１ｃｍ3／分／ｃｍ2以下であり、ほと
んど水素ガスのみを選択的に透過することができること
を確認した。
【００２９】今回開示された実施例はすべての点で例示
であって制限的なものではないと考えられるべきであ
る。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の
範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味およ
び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
であって制限的なものではないと考えられるべきであ
る。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の
範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味およ
び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【００３０】
【発明の効果】この発明に従えば、ピンホールのない緻
密な水素透過性膜を形成することができる。
密な水素透過性膜を形成することができる。
【図１】 この発明に従った水素透過構造体の製造方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図２】 この発明に従った水素透過構造体の製造方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図３】 この発明に従った水素透過構造体の製造方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図４】 図３中の矢印ＩＶで示す方向から見た水素透
過構造体の平面図である。
過構造体の平面図である。
１ 仮支持体、２ 水素透過性膜、３ レジストパター
ン、４ ベース膜、５開口、７ 水素透過構造体。
ン、４ ベース膜、５開口、７ 水素透過構造体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｍ 8/06 Ｈ０１Ｍ 8/06 Ｇ // Ｃ０１Ｂ 3/56 Ｃ０１Ｂ 3/56 Ａ (72)発明者 奥田 伸之 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 日方 威 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 曽我部 浩一 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 Ｆターム(参考） 4D006 GA41 HA41 JA02A MA03 MA07 MA09 MA23 MA31 MB04 MC02X NA31 NA45 NA46 NA50 PA01 PB18 PB66 PC80 4G040 FA02 FA06 FB09 FC01 FD04 4G140 FA02 FA06 FB09 FC01 FD04 5H027 AA02 BA16
Claims (6)
- 【請求項１】 仮支持体の上に水素透過性膜を形成する
工程と、 面積比率で前記水素透過性膜の表面の３０％以上９５％
以下を覆うように前記水素透過性膜上に金属を含み開口
を有するベース膜を形成する工程と、 前記ベース膜を形成した後、前記仮支持体を除去するこ
とによって水素透過構造体を得る工程とを備えた、水素
透過構造体の製造方法。 - 【請求項２】 前記得られた水素透過構造体を多孔体に
接合する工程をさらに備えた、請求項１に記載の水素透
過構造体の製造方法。 - 【請求項３】 前記水素透過性膜を形成する工程は、パ
ラジウム、ニオブ、タンタルおよびバナジウムからなる
群より選ばれた少なくとも１種の金属を含む前記水素透
過性膜を形成することを含む、請求項１または２に記載
の水素透過構造体の製造方法。 - 【請求項４】 前記ベース膜を形成する工程は、鉄、ク
ロム、ニッケル、コバルト、チタンおよび銅からなる群
より選ばれた少なくとも１種を含む前記ベース膜を形成
することを含む、請求項１から３のいずれか１項に記載
の水素透過構造体の製造方法。 - 【請求項５】 請求項１から４のいずれか１項に記載の
方法で製造された水素透過構造体であって、１つの前記
開口の面積が２５μｍ2以上である、水素透過構造体。 - 【請求項６】 前記水素透過性膜の厚みが２μｍ以下で
あり、前記ベース膜の厚みが５μｍ以上１００μｍ以下
である、請求項５に記載の水素透過構造体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001102793A JP2002292259A (ja) | 2001-04-02 | 2001-04-02 | 水素透過構造体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001102793A JP2002292259A (ja) | 2001-04-02 | 2001-04-02 | 水素透過構造体およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002292259A true JP2002292259A (ja) | 2002-10-08 |
Family
ID=18955942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001102793A Withdrawn JP2002292259A (ja) | 2001-04-02 | 2001-04-02 | 水素透過構造体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002292259A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100385923B1 (ko) * | 2001-08-30 | 2003-06-09 | 주식회사 신코 | 고 분해능 다기능 분광 측색기 |
| WO2006112648A1 (en) * | 2005-04-21 | 2006-10-26 | Mjsmart Technology Co., Ltd. | Manufacturing method of a ceramic membrane and ceramic membrane that is made by it membrane |
| JPWO2006043696A1 (ja) * | 2004-10-20 | 2008-05-22 | 大日本印刷株式会社 | 水素精製フィルタおよびその製造方法 |
| JP2008200558A (ja) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 化学気相析出法を用いた水素透過膜製造装置 |
| JP2008289948A (ja) * | 2007-05-22 | 2008-12-04 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Ｐｄ系水素透過金属膜の製造方法 |
| JP2008545518A (ja) * | 2005-05-13 | 2008-12-18 | ソニー ドイチュラント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 少なくとも１の細孔を有するポリマー膜の製造方法 |
| JP2009045539A (ja) * | 2007-08-17 | 2009-03-05 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 水素透過膜およびその製造方法 |
| JP6014920B1 (ja) * | 2015-08-19 | 2016-10-26 | 株式会社山王 | 金属複合水素透過膜とその製造方法 |
-
2001
- 2001-04-02 JP JP2001102793A patent/JP2002292259A/ja not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP5076502B2 (ja) * | 2004-10-20 | 2012-11-21 | 大日本印刷株式会社 | 水素精製フィルタおよびその製造方法 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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