JP2024023015A - 水素分離フィルター - Google Patents
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Abstract
【課題】従来よりも低温での水素精製を可能にする水素分離フィルターを提供する。【解決手段】水素分離フィルターは、多孔質基材と、前記多孔質基材上に形成された超格子層とを含む。前記超格子層は、第１の材料を含む少なくとも１層の格子拡張層と、Ｐｄ、Ｖ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｎｂ、及びこれらの合金からなる群から選択される第２の材料を含む少なくとも２層の水素解離透過層とを含む。前記少なくとも１層の格子拡張層と前記少なくとも２層の水素解離透過層は交互に積層されている。前記第１の材料及び前記第２の材料は同じ結晶構造を有し、前記第１の材料と同じ組成及び同じ結晶構造を有する第１バルク材料の格子定数ａ１，バルクと、前記第２の材料と同じ組成及び同じ結晶構造を有する第２バルク材料の格子定数ａ２，バルクは、下記式（１）：１．０３ａ２，バルク≦ａ１，バルク≦１．１５ａ２，バルク（１）を満たす。【選択図】図１
Description
本発明は、水素分離フィルターに関する。
水素の精製方法として、金属膜を用いた膜分離法が知られている。特許文献１には、多孔性セラミックス膜の一方面に開口した欠陥が金属により閉塞されている多孔性フィルター、及び該多孔性フィルターの一方面にパラジウム薄膜又はパラジウム合金薄膜が形成された水素分離膜が記載されている。
水素を選択的に透過させることができる金属としてパラジウム（Ｐｄ）、バナジウム（Ｖ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、及びニオブ（Ｎｂ）がある。これらの金属は水素雰囲気中で脆化しやすい。これらの金属の脆化を抑制するために、水素分離膜は一般に高温（例えば約４００℃）で使用される。しかし、高温下での水素精製は多量のエネルギーを要する。
そこで、従来よりも低温での水素精製を可能にする水素分離フィルターを提供する。
本開示の態様として、以下のものを挙げることができる。
［１］
多孔質基材と、
前記多孔質基材上に形成された超格子層と、
を含む水素分離フィルターであって、
前記超格子層が、
第１の材料を含む少なくとも１層の格子拡張層と、
Ｐｄ、Ｖ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｎｂ、及びこれらの合金からなる群から選択される第２の材料を含む少なくとも２層の水素解離透過層と、
を含み、
前記少なくとも１層の格子拡張層と前記少なくとも２層の水素解離透過層が交互に積層され、
前記第１の材料及び前記第２の材料が、同じ結晶構造を有し、
前記第１の材料と同じ組成及び同じ結晶構造を有する第１バルク材料の格子定数ａ１，バルクと、前記第２の材料と同じ組成及び同じ結晶構造を有する第２バルク材料の格子定数ａ２，バルクが、下記式（１）：
１．０３ａ２，バルク≦ａ１，バルク≦１．１５ａ２，バルク （１）
を満たす、水素分離フィルター。
［２］
前記超格子層の、前記多孔質基材から最も離れた最上層、及び前記多孔質基材に最も近い最下層が、いずれも前記水素解離透過層である、態様１に記載の水素分離フィルター。
［３］
前記第２の材料の、前記格子拡張層と前記水素解離透過層の間の界面に対して垂直な結晶面の面間隔から求めた平均格子定数ａ２が、下記式（２）：
ａ２，バルク＜ａ２ （２）
を満たす、態様１又は２に記載の水素分離フィルター。
［４］
前記第２の材料の、前記格子拡張層と前記水素解離透過層の間の界面に対して垂直な結晶面の面間隔から求めた平均格子定数ａ２が、下記式（３）：
１．５≦［（ａ２－ａ２，バルク）／ａ２，バルク］×１００≦５ （３）
を満たす、態様１～３のいずれかに記載の水素分離フィルター。
［５］
前記格子拡張層及び前記水素解離透過層の各々が、１～１０ｎｍの範囲内の厚さを有する、態様１～４のいずれかに記載の水素分離フィルター。
［６］
前記第１の材料が、Ａｇ、Ａｕ、又はＡｌであり、
前記第２の材料がＰｄである、態様１～５のいずれかに記載の水素分離フィルター。
［７］
前記第１の材料がＡｇである、態様６に記載の水素分離フィルター。
［８］
前記超格子層が、合計で、前記多孔質基材の平均細孔径の７倍を超える厚さを有する、態様１～７のいずれかに記載の水素分離フィルター。
［１］
多孔質基材と、
前記多孔質基材上に形成された超格子層と、
を含む水素分離フィルターであって、
前記超格子層が、
第１の材料を含む少なくとも１層の格子拡張層と、
Ｐｄ、Ｖ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｎｂ、及びこれらの合金からなる群から選択される第２の材料を含む少なくとも２層の水素解離透過層と、
を含み、
前記少なくとも１層の格子拡張層と前記少なくとも２層の水素解離透過層が交互に積層され、
前記第１の材料及び前記第２の材料が、同じ結晶構造を有し、
前記第１の材料と同じ組成及び同じ結晶構造を有する第１バルク材料の格子定数ａ１，バルクと、前記第２の材料と同じ組成及び同じ結晶構造を有する第２バルク材料の格子定数ａ２，バルクが、下記式（１）：
１．０３ａ２，バルク≦ａ１，バルク≦１．１５ａ２，バルク （１）
を満たす、水素分離フィルター。
［２］
前記超格子層の、前記多孔質基材から最も離れた最上層、及び前記多孔質基材に最も近い最下層が、いずれも前記水素解離透過層である、態様１に記載の水素分離フィルター。
［３］
前記第２の材料の、前記格子拡張層と前記水素解離透過層の間の界面に対して垂直な結晶面の面間隔から求めた平均格子定数ａ２が、下記式（２）：
ａ２，バルク＜ａ２ （２）
を満たす、態様１又は２に記載の水素分離フィルター。
［４］
前記第２の材料の、前記格子拡張層と前記水素解離透過層の間の界面に対して垂直な結晶面の面間隔から求めた平均格子定数ａ２が、下記式（３）：
１．５≦［（ａ２－ａ２，バルク）／ａ２，バルク］×１００≦５ （３）
を満たす、態様１～３のいずれかに記載の水素分離フィルター。
［５］
前記格子拡張層及び前記水素解離透過層の各々が、１～１０ｎｍの範囲内の厚さを有する、態様１～４のいずれかに記載の水素分離フィルター。
［６］
前記第１の材料が、Ａｇ、Ａｕ、又はＡｌであり、
前記第２の材料がＰｄである、態様１～５のいずれかに記載の水素分離フィルター。
［７］
前記第１の材料がＡｇである、態様６に記載の水素分離フィルター。
［８］
前記超格子層が、合計で、前記多孔質基材の平均細孔径の７倍を超える厚さを有する、態様１～７のいずれかに記載の水素分離フィルター。
本発明の水素分離フィルターにより、従来よりも低温での水素精製が可能となる。
以下、適宜図面を参照して実施形態を説明する。以下の説明で参照する図面において、同一の部材又は同様の機能を有する部材には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する場合がある。説明の都合上、図面中の各部の寸法比率及び形状が誇張され、実際の寸法比率及び形状とは異なる場合がある。また、本願において、記号「～」を用いて表される数値範囲は、記号「～」の前後に記載される数値のそれぞれを下限値及び上限値として含む。本願において記載された数値範囲の上限値及び下限値は、単独で又は任意に組み合わせて好ましい範囲を規定することができる。
本願において、「～を含む」及び「～を含有する」は追加の成分を含み得ることを意味し、「～から本質的になる」及び「～からなる」を包含する。「～から本質的になる」は、実質的に悪影響を及ぼさない追加の成分を含み得ることを意味する。「～からなる」は、記載される材料のみを含むことを意味するが、不可避の不純物を含むことを除外しない。
本願において「垂直」とは正確な垂直だけではなく実質的な垂直も含み、「平行」とは正確な平行だけではなく実質的な平行も含む。また、本願において「～上に」は、文脈上特に明記されていない限り、「直接的に～上に」及び「間接的に～上に」の両方を包含する。
図１に示される実施形態に係る水素分離フィルター１は、多孔質基材２０と、多孔質基材２０上に形成された超格子層９０と、を含む。超格子層９０は、少なくとも１層の格子拡張層４０及び少なくとも２層の水素解離透過層６０を含み、格子拡張層４０及び水素解離透過層６０は交互に積層されている。本実施形態において、超格子層９０は多孔質基材２０上に直接的に形成されてよい。
多孔質基材２０は、例えば、金属、金属酸化物、又は樹脂から形成されてよく、耐久性が高いことから金属酸化物から形成されてよい。金属酸化物の例として、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、及びゼオライトが挙げられる。特に酸化アルミニウムは安価であるため好ましい。多孔質基材２０は、平板状、円筒型状等の任意の形状を有してよい。
多孔質基材２０は、水素が通過可能な細孔を有する。細孔は、超格子層９０により閉塞される。多孔質基材２０は、例えば、１～１００ｎｍ、好ましくは１～１０ｎｍの範囲内の平均細孔径を有してよい。平均細孔径が上記範囲内であることにより、多孔質基材２０が十分な水素透過性を有するとともに、超格子層９０を過度に厚くすることなく超格子層９０により細孔を閉塞することが容易となる。また、平均細孔径は、超格子層９０の厚さの１/７倍未満であってよい。ここで、多孔質基材２０の平均細孔径は、ＪＩＳ Ｒ １６５５：２００３に準じる水銀圧入法により求めた細孔径分布に基づき決定される。水銀圧入法とは、圧力をかけて水銀を開気孔に浸入させ、開気孔に浸入した水銀の体積とその時加えた圧力値の関係を求め、その結果に基づき、開気孔を円柱状と仮定してＷａｓｈｂｕｒｎの式から開気孔の径を算出する方法である。
多孔質基材２０は、３０～５０％の範囲内の気孔率を有してよい。それにより多孔質基材２０が十分な機械的強度を有しつつ十分な水素透過性を有することができる。
超格子層９０は、格子拡張層４０及び水素解離透過層６０を合計で３層以上有する。製造の容易さ及び水素分離性能の観点から、格子拡張層４０及び水素解離透過層６０の層数の合計は、好ましくは３～２１層、より好ましくは５～１１層、さらに好ましくは５～９層である。本実施形態において、超格子層９０の最上層（すなわち多孔質基材２０から最も離れた層）９２は水素解離透過層６０であり、超格子層９０の最下層（すなわち、多孔質基材２０に最も近い層）９４も水素解離透過層６０である。
超格子層９０の機能を説明する。超格子層９０の最上層９２の表面９３において、水素分子が解離吸着して水素原子が生成する。水素原子は、超格子層９０内を拡散し、超格子層９０と多孔質基材２０の間の界面９５において再結合して水素分子となり超格子層９０から放出される。放出された水素分子は多孔質基材２０を通って水素分離フィルター１から排出される。このようにして水素分離フィルター１は、水素を選択的に透過させることができる。
超格子層９０は、多孔質基材２０の平均細孔径の７倍を超える厚さを有してよい。それにより、超格子層９０により細孔を確実に閉塞することができ、水素分離フィルター１が良好な水素分離性能を有することができる。水素分離フィルター１の原料費及び製造時間の節減の観点から、超格子層９０の合計厚さは、１００ｎｍ以下であってよい。
格子拡張層４０は、第１の材料を含む。水素解離透過層６０は、第２の材料を含む。
第２の材料は、Ｐｄ、Ｖ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｎｂ、及びこれらの合金からなる群から選択される。特に、Ｐｄは、３００℃以下の低温でも高い水素解離透過性を有することから第２の材料として好適である。
格子拡張層４０中の第１の材料は、水素解離透過層６０中の第２の材料と同じ結晶構造を有する。また、格子拡張層４０中の第１の材料は、水素解離透過層６０中の第２の材料と同じ結晶配向を有してよい。
第１の材料と同じ組成及び同じ結晶構造を有する第１バルク材料は、格子定数ａ１，バルクを有し、第２の材料と同じ組成及び同じ結晶構造を有する第２バルク材料は、格子定数ａ２，バルクを有し、格子定数ａ１，バルク及び格子定数ａ２，バルクは、下記式（１）：
１．０３ａ２，バルク≦ａ１，バルク≦１．１５ａ２，バルク （１）
を満たす。なお、第１の材料と第２の材料が立方晶以外の結晶構造を有する場合は、第１バルク材料と第２バルク材料の同じ結晶軸の格子定数が式（１）を満たす。ここで、バルク材料とは、自立した、すなわち他の部材により支持されていない、完全に緩和した材料を意味する。第１の材料及び第２の材料が、同じ結晶構造を有するとともに式（１）を満たす組成を有することにより、水素解離透過層６０中の第２の材料の平均格子定数ａ２を、第２バルク材料の格子定数ａ２，バルクよりも大きくすることができる。
１．０３ａ２，バルク≦ａ１，バルク≦１．１５ａ２，バルク （１）
を満たす。なお、第１の材料と第２の材料が立方晶以外の結晶構造を有する場合は、第１バルク材料と第２バルク材料の同じ結晶軸の格子定数が式（１）を満たす。ここで、バルク材料とは、自立した、すなわち他の部材により支持されていない、完全に緩和した材料を意味する。第１の材料及び第２の材料が、同じ結晶構造を有するとともに式（１）を満たす組成を有することにより、水素解離透過層６０中の第２の材料の平均格子定数ａ２を、第２バルク材料の格子定数ａ２，バルクよりも大きくすることができる。
例えば、第２の材料が面心立方格子（ｆｃｃ）構造を有するＰｄである場合、第１の材料はｆｃｃ構造を有するＡｌ、Ａｕ、又はＡｇであってよく、特に比較的安価で且つ酸化しにくい点でＡｇであることが好ましい。第２の材料が体心立方格子（ｂｃｃ）構造を有するＶである場合、第１の材料はｂｃｃ構造を有するＭｏ、Ｗ、又はＮｂであってよい。第２の材料がｂｃｃ構造を有するＴａである場合、第１の材料はｂｃｃ構造を有するＶ、Ｍｏ、Ｗ、又はＮｂであってよい。なお、これらの金属のバルク材料の格子定数を表１に示す。
水素解離透過層６０中の第２の材料の平均格子定数ａ２は、下記式（２）：
ａ２，バルク＜ａ２ （２）
を満たす。第２の材料の平均格子定数ａ２は、好ましくは、下記式（３）：
１．５≦［（ａ２－ａ２，バルク）／ａ２，バルク］×１００≦５ （３）
を満たしてよく、より好ましくは、下記式（４）：
３≦［（ａ２－ａ２，バルク）／ａ２，バルク］×１００≦５ （４）
を満たしてよく、さらに好ましくは、下記式（５）：
３．５≦［（ａ２－ａ２，バルク）／ａ２，バルク］×１００≦４．５ （５）
を満たしてよい。
ａ２，バルク＜ａ２ （２）
を満たす。第２の材料の平均格子定数ａ２は、好ましくは、下記式（３）：
１．５≦［（ａ２－ａ２，バルク）／ａ２，バルク］×１００≦５ （３）
を満たしてよく、より好ましくは、下記式（４）：
３≦［（ａ２－ａ２，バルク）／ａ２，バルク］×１００≦５ （４）
を満たしてよく、さらに好ましくは、下記式（５）：
３．５≦［（ａ２－ａ２，バルク）／ａ２，バルク］×１００≦４．５ （５）
を満たしてよい。
ここで、第２の材料の平均格子定数ａ２は、格子拡張層４０と水素解離透過層６０の間の界面６２に対して垂直な結晶面の面間隔から求められる。詳細には、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて、各水素解離透過層６０の両面（上面及び下面）近傍及びこれらの中間位置の３箇所において、第２の材料の電子線回折パターンを得、各電子線回折パターンに基づき、格子拡張層４０と水素解離透過層６０の間の界面６２に対して垂直な結晶面の面間隔から格子定数を求め、得られた値の平均値を求めることにより、第２の材料の平均格子定数ａ２を求めることができる。上記式（２）は、水素解離透過層６０中の第２の材料の結晶格子が、完全に緩和した状態と比べて、少なくとも界面６２と平行な方向に拡張していることを示している。水素解離透過層６０中の第２の材料の結晶格子は、界面６２と垂直な方向にも拡張していてもよい。特許文献１に記載されるような従来の水素分離フィルターでは、低温下で水素解離透過層中を水素が拡散すると、水素解離透過層の結晶格子が拡張と縮小を繰り返し、その結果脆化が引き起こされていた。しかし、本実施形態の水素分離フィルター１では、水素解離透過層６０の結晶格子が予め拡張されていることにより、水素拡散による結晶格子の拡張と縮小が抑制され、それにより低温下での水素解離透過層６０の脆化が抑制される。そのため、本実施形態の水素分離フィルター１は、従来よりも低温での水素精製を可能にする。
格子拡張層４０及び水素解離透過層６０の各々は、１～１０ｎｍ、好ましくは２～８ｎｍ、より好ましくは４～６ｎｍの範囲内の厚さを有してよい。それにより、第１の材料と第２の材料が合金を形成することが防止又は軽減されるとともに、水素解離透過層６０の結晶格子が十分に拡張される。
本実施形態に係る水素分離フィルター１の製造方法の一例を説明する。多孔質基材２０上に、スパッタ法により第２の材料と第１の材料とを交互に堆積させる。それにより、多孔質基材１０上に、交互に積層された水素解離透過層６０と格子拡張層４０からなる超格子層９０が形成される。こうして、本実施形態に係る水素分離フィルター１が得られる。
本発明は、上記の実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができる。
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（１）水素分離フィルターの作製
実施例１
セラミック膜フィルター（日本ガイシ株式会社製「セフィルト」、限外ろ過膜、分画分子量２００００、平均細孔径５ｎｍ、以下単に「基材」という）を、純Ａｇターゲット及び純Ｐｄターゲットを備えるスパッタ装置の成膜室内に置いた。基材の表面をＡｒイオンエッチングにより清浄化した後、スパッタ法により、基材上に厚さ５ｎｍのＰｄ層を形成し、次いで厚さ５ｎｍのＡｇ層を形成した。同様にしてＰｄ層の形成及びＡｇ層の形成を交互に繰り返し行い、基材上に４層のＰｄ層及び３層のＡｇ層からなる超格子層を形成した。超格子層の厚さは合計で約３５ｎｍであった。こうして水素分離フィルター（以下、単に「フィルター」という）を作製した。
実施例１
セラミック膜フィルター（日本ガイシ株式会社製「セフィルト」、限外ろ過膜、分画分子量２００００、平均細孔径５ｎｍ、以下単に「基材」という）を、純Ａｇターゲット及び純Ｐｄターゲットを備えるスパッタ装置の成膜室内に置いた。基材の表面をＡｒイオンエッチングにより清浄化した後、スパッタ法により、基材上に厚さ５ｎｍのＰｄ層を形成し、次いで厚さ５ｎｍのＡｇ層を形成した。同様にしてＰｄ層の形成及びＡｇ層の形成を交互に繰り返し行い、基材上に４層のＰｄ層及び３層のＡｇ層からなる超格子層を形成した。超格子層の厚さは合計で約３５ｎｍであった。こうして水素分離フィルター（以下、単に「フィルター」という）を作製した。
比較例１
実施例１と同様にして基材の表面をＡｒイオンエッチングにより清浄化した後、スパッタ法により基材上に厚さ３５ｎｍのＰｄ層を形成した。こうして水素分離フィルター（以下、単に「フィルター」という）を作製した。
実施例１と同様にして基材の表面をＡｒイオンエッチングにより清浄化した後、スパッタ法により基材上に厚さ３５ｎｍのＰｄ層を形成した。こうして水素分離フィルター（以下、単に「フィルター」という）を作製した。
（２）格子定数の測定
ＴＥＭを用いて、実施例１のフィルターの各Ｐｄ層の両面近傍、及びこれらの中間位置の３箇所において、Ｐｄ層の電子線回折パターンを得た。得られた１２個の電子線回折パターンの各々に基づき、Ｐｄ層とＡｇ層の間の界面に対して垂直な結晶面の面間隔からＰｄの格子定数を求め、これらの平均値ａｐｄを求めた。平均格子定数ａｐｄはバルクのＰｄの格子定数ａｐｄ，バルク（０．３８８９８ｎｍ）の約１．０４倍であった。
ＴＥＭを用いて、実施例１のフィルターの各Ｐｄ層の両面近傍、及びこれらの中間位置の３箇所において、Ｐｄ層の電子線回折パターンを得た。得られた１２個の電子線回折パターンの各々に基づき、Ｐｄ層とＡｇ層の間の界面に対して垂直な結晶面の面間隔からＰｄの格子定数を求め、これらの平均値ａｐｄを求めた。平均格子定数ａｐｄはバルクのＰｄの格子定数ａｐｄ，バルク（０．３８８９８ｎｍ）の約１．０４倍であった。
同様に、比較例１のフィルターのＰｄ層の両面近傍及びこれらの中間位置の３箇所において、Ｐｄ層の電子線回折パターンを得、得られた電子線回折パターンに基づきＰｄ層の表面に対して垂直な結晶面の面間隔からＰｄの格子定数を求め、これらの平均値ａｐｄを求めた。平均格子定数ａｐｄはバルクのＰｄの格子定数ａｐｄ，バルク（０．３８８９８ｎｍ）の約１．００倍であった。
（３）水素分離性能評価
ＪＩＳ Ｋ７１２６：２００６（プラスチック及びシート－ガス透過度試験方法－第１部：差圧法）に準拠して、ガスクロマトグラフ法により実施例１及び比較例１のフィルターの水素ガス透過度及び窒素ガス透過度（単位：ｍｏｌ・ｍ－２・ｓ－１・Ｐａ－１）を、１００℃の条件下で測定した。実施例１のフィルターの水素ガス透過度と窒素ガス透過度の比（すなわち、水素ガス透過度／窒素ガス透過度）は３５１９であった。比較例１のフィルターの水素ガス透過度と窒素ガス透過度の比は４であった。実施例１のフィルターは、１００℃という低温下において、比較例１のフィルターと比べて著しく高い水素分離性能を示すことが示された。
ＪＩＳ Ｋ７１２６：２００６（プラスチック及びシート－ガス透過度試験方法－第１部：差圧法）に準拠して、ガスクロマトグラフ法により実施例１及び比較例１のフィルターの水素ガス透過度及び窒素ガス透過度（単位：ｍｏｌ・ｍ－２・ｓ－１・Ｐａ－１）を、１００℃の条件下で測定した。実施例１のフィルターの水素ガス透過度と窒素ガス透過度の比（すなわち、水素ガス透過度／窒素ガス透過度）は３５１９であった。比較例１のフィルターの水素ガス透過度と窒素ガス透過度の比は４であった。実施例１のフィルターは、１００℃という低温下において、比較例１のフィルターと比べて著しく高い水素分離性能を示すことが示された。
１：水素分離フィルター、２０：多孔質基材、４０：格子拡張層、６０：水素解離透過層、６２：格子拡張層と水素解離透過層の間の界面、９０：超格子層、９２：超格子層の最上層、９３：超格子層の最上層の表面、９４：超格子層の最下層、９５：超格子層と多孔質基材の間の界面
Claims (8)
- 多孔質基材と、
前記多孔質基材上に形成された超格子層と、
を含む水素分離フィルターであって、
前記超格子層が、
第１の材料を含む少なくとも１層の格子拡張層と、
Ｐｄ、Ｖ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｎｂ、及びこれらの合金からなる群から選択される第２の材料を含む少なくとも２層の水素解離透過層と、
を含み、
前記少なくとも１層の格子拡張層と前記少なくとも２層の水素解離透過層が交互に積層され、
前記第１の材料及び前記第２の材料が、同じ結晶構造を有し、
前記第１の材料と同じ組成及び同じ結晶構造を有する第１バルク材料の格子定数ａ１，バルクと、前記第２の材料と同じ組成及び同じ結晶構造を有する第２バルク材料の格子定数ａ２，バルクが、下記式（１）：
１．０３ａ２，バルク≦ａ１，バルク≦１．１５ａ２，バルク （１）
を満たす、水素分離フィルター。 - 前記超格子層の、前記多孔質基材から最も離れた最上層、及び前記多孔質基材に最も近い最下層が、いずれも前記水素解離透過層である、請求項１に記載の水素分離フィルター。
- 前記第２の材料の、前記格子拡張層と前記水素解離透過層の間の界面に対して垂直な結晶面の面間隔から求めた平均格子定数ａ２が、下記式（２）：
ａ２，バルク＜ａ２ （２）
を満たす、請求項１又は２に記載の水素分離フィルター。 - 前記第２の材料の、前記格子拡張層と前記水素解離透過層の間の界面に対して垂直な結晶面の面間隔から求めた平均格子定数ａ２が、下記式（３）：
１．５≦［（ａ２－ａ２，バルク）／ａ２，バルク］×１００≦５ （３）
を満たす、請求項１又は２に記載の水素分離フィルター。 - 前記格子拡張層及び前記水素解離透過層の各々が、１～１０ｎｍの範囲内の厚さを有する、請求項１又は２に記載の水素分離フィルター。
- 前記第１の材料が、Ａｇ、Ａｕ、又はＡｌであり、
前記第２の材料がＰｄである、請求項１又は２に記載の水素分離フィルター。 - 前記第１の材料がＡｇである、請求項６に記載の水素分離フィルター。
- 前記超格子層が、前記多孔質基材の平均細孔径の７倍を超える厚さを有する、請求項１又は２に記載の水素分離フィルター。
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|---|---|---|---|
| JP2022126538A JP2024023015A (ja) | 2022-08-08 | 2022-08-08 | 水素分離フィルター |
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- 2022-08-08 JP JP2022126538A patent/JP2024023015A/ja active Pending
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2023
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