JP2007509743A - 高効率で水素を分離するための複合構造を有する水素ガス分離器、ならびにその製造および使用方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水素分離器は、パラジウム合金等の水素透過材料の第1の多孔質層32を有する。次いで、同じ水素透過材料の中実層34を第1の多孔質層32上に堆積させる。複合水素分離器の構造をはさんで圧力差を発生させる。水素透過材料の多孔質層32は中実層34を支持し、中実層34が大きな圧力差にも耐えられるようにする。その上、水素透過材料の多孔質層32は中実層へ接合しており、それにより、水素ガスに曝露される中実層34の有効表面積が大幅に増加する。従って、大流量の水素ガスが僅かなスペースで得られる。
【選択図】図2
Description
14 供給導管 16 汚染された水素ガス
20 複合水素分離器 22 中央導管
24 壁 30 基層
31 接合層 32 第1の多孔質層
33 第1の接合層 34 中実層
35 第2の接合層 36 第2の多孔質水素透過層
37 第3の接合層 40 水素不透過材料
41 形状 42 第1の粉末冶金工程
43 厚膜ペースト 44 基層スラグ
45 スラグ 46 第2の粉末冶金工程
47 厚膜層 48 5層のスラグ
49 5層のスラグ 50 堆積工程
52 6層のスラグ 54 第3の粉末冶金工程
55 4層のスラグ 59 7層の複合水素分離器
60 壁 62 基層
63 3つの接合層 64 第1の多孔質水素透過層
66 中実層 70 壁
72 基層 73 接合層
74 多孔質水素透過層 76 中実層
82 基板 83 接合層
84 水素透過材料の第1の層 86 水素透過材料の第2の層
Claims (20)
- 水素ガス分離器であって、水素透過材料で作られた第1の多孔質層と前記第1の多孔質層上に前記第1の多孔質層と接触するように配設された前記水素透過材料の中実層とを含むことを特徴とする、水素ガス分離器。
- 更に、前記第1の多孔質層を支持するための多孔質基層を含むことを特徴とする、請求項1に記載の水素ガス分離器。
- 前記第1の多孔質層の前記水素透過材料と前記中実基層の前記水素透過材料とが同じ材料であることを特徴とする、請求項1に記載の水素ガス分離器。
- 前記多孔質基層が水素透過材料で構成されていないことを特徴とする、請求項2に記載の水素ガス分離器。
- 前記第1の多孔質層の孔径が、前記中実層からの距離の関数に従い変化することを特徴とする、請求項1に記載の水素ガス分離器。
- 更に、前記多孔質基層と前記第1の多孔質層との間に配設された少なくとも1つの接合層を含むことを特徴とする、請求項4に記載の水素ガス分離器。
- 更に、前記水素透過材料で作られた第2の多孔質層を含み、前記水素透過材料の前記中実層が、前記第1の多孔質層と前記第2の多孔質層との間に設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の水素ガス分離器。
- 前記多孔質基層が、所定の粒子の大きさが平均的な焼結粉末であることを特徴とする、請求項2に記載の水素ガス分離器。
- 前記第1の多孔質層が複数の厚膜層で構成され、前記厚膜層のそれぞれの前記水素透過材料の粒子の大きさの平均が異なることを特徴とする、請求項8に記載の水素ガス分離器。
- 前記水素透過材料の前記中実層が、前記第1の多孔質層上に堆積した堆積層であることを特徴とする、請求項1に記載の水素ガス分離器。
- 前記多孔質基層が、中央導管として管状に成形され、前記第1の多孔質層が前記基層を取り囲み、前記中実層が前記第1の多孔質層を取り囲むことを特徴とする、請求項2に記載の水素ガス分離器。
- 水素ガスを精製する方法であって、水素透過材料の中実層で覆われた水素透過材料の多孔質層を有する水素透過構造を提供する工程と、前記水素透過構造を、水素ガスを含有するガスに曝露する工程と、前記水素透過構造をはさんで圧力差を発生させ、前記水素ガスが前記水素透過構造を透過して回収される工程とを含むことを特徴とする、水素ガスを精製する方法。
- 前記水素透過構造が管状であり、前記水素透過構造を曝露する前記工程が、圧力下でガスに前記水素透過構造を通過させる工程を含むことを特徴とする、請求項12に記載の水素ガスを精製する方法。
- 更に、前記水素透過構造を材料の多孔質基層で支持する工程を含むことを特徴とする、請求項12に記載の水素ガスを精製する方法。
- 前記多孔質層の前記水素透過材料と前記中実層の前記水素透過材料とが同じ材料であることを特徴とする、請求項12に記載の水素ガスを精製する方法。
- 水素ガス分離器を製造する方法であって、水素透過材料で第一の多孔質層を形成する工程と、前記水素透過材料の中実層を前記多孔質層上に堆積させる工程とを含むことを特徴とする、水素ガス分離器を製造する方法。
- 更に、前記中実層に輪郭を形成する工程を含むことを特徴とする、請求項16に記載の水素ガス分離器を製造する方法。
- 更に、前記水素透過材料の第2の多孔質層を形成する工程を含み、前記中実層が、前記第1の多孔質層と前記第2の多孔質層との間に設けられることを特徴とする、請求項16に記載の水素ガス分離器を製造する方法。
- 更に、材料の多孔質基層を形成する工程と、前記第1の多孔質層を前記多孔質基層で支持する工程とを含むことを特徴とする、請求項16に記載の水素ガス分離器を製造する方法。
- 更に、前記第1の多孔質層を前記多孔質基層へ接合する工程を含むことを特徴とする、請求項19に記載の水素ガス分離器を製造する方法。
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