JP3174668B2 - 水素分離膜 - Google Patents
水素分離膜Info
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- separation membrane
- hydrogen separation
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は混合ガス中の水素を分離
するための水素分離膜に関する。
するための水素分離膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】省エネルギ型分離技術として、近年、膜
による気体の分離法が注目を集めている。水素含有気体
から水素を分離し、９９．９９％以上の高純度の水素を
得る方法としてＰｄ（パラジウム）を主体とする膜を使
用する方法（Ｐｄ膜法と呼ぶ）が知られている｛石油学
会誌Ｖｏｌ．１５、Ｎｏ．１（１９７２年）ｐ．６
４｝。従来Ｐｄ膜はＰｄまたはＰｄを主体とする合金を
伸延して薄膜とすることによって製造され、この膜は支
持枠で支持して使用されていた。この伸延法によって得
られる膜の厚みの下限には限度があり、またこの膜は支
持枠で支持して使用されるため、このような支持方法に
耐えるだけの機械的強度を付与する必要があり、あまり
薄い膜を使用すると使用中、膜が破損しやすい。
による気体の分離法が注目を集めている。水素含有気体
から水素を分離し、９９．９９％以上の高純度の水素を
得る方法としてＰｄ（パラジウム）を主体とする膜を使
用する方法（Ｐｄ膜法と呼ぶ）が知られている｛石油学
会誌Ｖｏｌ．１５、Ｎｏ．１（１９７２年）ｐ．６
４｝。従来Ｐｄ膜はＰｄまたはＰｄを主体とする合金を
伸延して薄膜とすることによって製造され、この膜は支
持枠で支持して使用されていた。この伸延法によって得
られる膜の厚みの下限には限度があり、またこの膜は支
持枠で支持して使用されるため、このような支持方法に
耐えるだけの機械的強度を付与する必要があり、あまり
薄い膜を使用すると使用中、膜が破損しやすい。
【０００３】混合ガスから特定ガスをガス拡散法によっ
て分離する一手段として、ガス分子の平均自由工程より
小さな孔径、例えば数１０Å〜数１００Åの細孔をもつ
多孔質のガス分離膜を使用するクヌーセン拡散による分
離法が知られている。例えば、かかる分離法は比較的分
子量比の大きい水素（Ｈ2 ）と窒素（Ｎ2 ）、水素（Ｈ
2 ）と一酸化炭素（ＣＯ）などの混合ガス中のＨ2 ガス
分離に有効であり、一般にはガス分離膜として有機高分
子膜が採用されている。しかしながら、かかる有機高分
子膜は耐熱性、耐薬品性など耐久性に劣るという欠点が
あるため、セラミック多孔体など無機質材料からなる多
孔質のガス分離膜の使用が試みられており、また特開昭
５９−５９２２３号公報には、かかる無機質材料からな
る多孔質のガス分離膜が提案され、かつ従来例として示
される。さらに、また、上記問題点を解決する方法とし
て、無機質材料からなる多孔質支持体にＰｄを含有する
薄膜を形成させた水素分離膜を使用する方法が特開昭６
２−１２１６１６号公報に示されている。
て分離する一手段として、ガス分子の平均自由工程より
小さな孔径、例えば数１０Å〜数１００Åの細孔をもつ
多孔質のガス分離膜を使用するクヌーセン拡散による分
離法が知られている。例えば、かかる分離法は比較的分
子量比の大きい水素（Ｈ2 ）と窒素（Ｎ2 ）、水素（Ｈ
2 ）と一酸化炭素（ＣＯ）などの混合ガス中のＨ2 ガス
分離に有効であり、一般にはガス分離膜として有機高分
子膜が採用されている。しかしながら、かかる有機高分
子膜は耐熱性、耐薬品性など耐久性に劣るという欠点が
あるため、セラミック多孔体など無機質材料からなる多
孔質のガス分離膜の使用が試みられており、また特開昭
５９−５９２２３号公報には、かかる無機質材料からな
る多孔質のガス分離膜が提案され、かつ従来例として示
される。さらに、また、上記問題点を解決する方法とし
て、無機質材料からなる多孔質支持体にＰｄを含有する
薄膜を形成させた水素分離膜を使用する方法が特開昭６
２−１２１６１６号公報に示されている。
【０００４】本出願人は金属多孔体にＰｄを含有する薄
膜を形成させた水素分離膜を使用する方法については特
開平３−５２６３０号公報で提案しており、さらに、レ
ーザ法またはエッチングにより、孔あけ加工した金属多
孔質支持体の表面にＰｄを含有する薄膜を重ね合わせる
方法について特開平５−７６３８号公報で提案してい
る。
膜を形成させた水素分離膜を使用する方法については特
開平３−５２６３０号公報で提案しており、さらに、レ
ーザ法またはエッチングにより、孔あけ加工した金属多
孔質支持体の表面にＰｄを含有する薄膜を重ね合わせる
方法について特開平５−７６３８号公報で提案してい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の方法に
ついては各々次のような問題点がある。 （１）クヌーセン拡散による分離法における混合ガスの
透過係数の比は理論的には各ガスにおける分子量の逆数
の平方根に等しいため、かなり小さく高濃度の水素ガス
を得るのは困難である。 （２）Ｐｄ膜法は６０〜１５０μｍ程度の比較的厚いも
のを使用せざるを得ず、高価なＰｄの使用量が増大し、
また水素の透過速度が小さい。 （３）特開昭６２−１２１６１６号公報に示されている
無機質材料からなる多孔質支持体にＰｄを含有する薄膜
を形成させた水素分離膜は強度が弱いため破損しやす
く、また分離膜と管板とのシールが難しい。 （４）特開平３−５２６３０号公報に示されている金属
多孔体にＰｄを含有する薄膜を形成させた水素分離膜は
ピンホールが生成しやすく、歩留りが低いという問題が
ある。 （５）特開平５−７６３８号公報に示されているレーザ
法またはエッチングにより、孔あけ加工した金属多孔質
支持体の表面に、Ｐｄを含有する薄膜を重ね合わせた水
素分離膜は金属多孔質支持体そのもののガス拡散抵抗が
大きく、水素透過性能を低下させるという問題及び強度
が弱いため、破損しやすいという問題がある。
ついては各々次のような問題点がある。 （１）クヌーセン拡散による分離法における混合ガスの
透過係数の比は理論的には各ガスにおける分子量の逆数
の平方根に等しいため、かなり小さく高濃度の水素ガス
を得るのは困難である。 （２）Ｐｄ膜法は６０〜１５０μｍ程度の比較的厚いも
のを使用せざるを得ず、高価なＰｄの使用量が増大し、
また水素の透過速度が小さい。 （３）特開昭６２−１２１６１６号公報に示されている
無機質材料からなる多孔質支持体にＰｄを含有する薄膜
を形成させた水素分離膜は強度が弱いため破損しやす
く、また分離膜と管板とのシールが難しい。 （４）特開平３−５２６３０号公報に示されている金属
多孔体にＰｄを含有する薄膜を形成させた水素分離膜は
ピンホールが生成しやすく、歩留りが低いという問題が
ある。 （５）特開平５−７６３８号公報に示されているレーザ
法またはエッチングにより、孔あけ加工した金属多孔質
支持体の表面に、Ｐｄを含有する薄膜を重ね合わせた水
素分離膜は金属多孔質支持体そのもののガス拡散抵抗が
大きく、水素透過性能を低下させるという問題及び強度
が弱いため、破損しやすいという問題がある。
【０００６】本発明は従来技術が有する上記の問題点を
解決することを目的とし、水素透過性能の高いパラジウ
ム含有薄膜に強度をもたせた水素分離膜を提供しようと
するものである。
解決することを目的とし、水素透過性能の高いパラジウ
ム含有薄膜に強度をもたせた水素分離膜を提供しようと
するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の第一は金属繊維
不織布を用いて製作した金属多孔体の表面に、膜厚が５
０μｍ以下のパラジウムを含有する箔を拡散接合させて
なることを特徴とする水素分離膜であり、その第二は金
属繊維不織布を用いて製作した金属多孔体の表面に、耐
熱性酸化物の薄膜を形成させ、さらにその表面に、膜厚
が５０μｍ以下のパラジウムを含有する箔を拡散接合さ
せてなることを特徴とする水素分離膜である。
不織布を用いて製作した金属多孔体の表面に、膜厚が５
０μｍ以下のパラジウムを含有する箔を拡散接合させて
なることを特徴とする水素分離膜であり、その第二は金
属繊維不織布を用いて製作した金属多孔体の表面に、耐
熱性酸化物の薄膜を形成させ、さらにその表面に、膜厚
が５０μｍ以下のパラジウムを含有する箔を拡散接合さ
せてなることを特徴とする水素分離膜である。
【０００８】本発明において、金属繊維不織布を用いて
金属多孔体を製作する方法としては、繊維径１〜５０μ
ｍの金属繊維不織布と５〜５００メッシュの補強用金網
を重ね合わせたものを１０００〜１４００℃で加熱し、
積層焼結させる方法などがあり、金属多孔体の表面には
１〜５０μｍの細孔が形成される。
金属多孔体を製作する方法としては、繊維径１〜５０μ
ｍの金属繊維不織布と５〜５００メッシュの補強用金網
を重ね合わせたものを１０００〜１４００℃で加熱し、
積層焼結させる方法などがあり、金属多孔体の表面には
１〜５０μｍの細孔が形成される。
【０００９】本発明において、パラジウムを含有する薄
膜としては、Ｐｄ１００％またはＰｄを１０重量％以上
含有する合金からなり、膜厚が５０μｍ以下、特に１０
〜３０μｍのものが適当である。パラジウムを含有する
合金としては、パラジウム以外にＰｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉ
ｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、ＣｏなどのVIII族元素、Ｃｕ、Ａｇ、
ＡｕなどのＩｂ族元素、ＭｏなどのVIａ族元素を含有す
るものをさす。
膜としては、Ｐｄ１００％またはＰｄを１０重量％以上
含有する合金からなり、膜厚が５０μｍ以下、特に１０
〜３０μｍのものが適当である。パラジウムを含有する
合金としては、パラジウム以外にＰｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉ
ｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、ＣｏなどのVIII族元素、Ｃｕ、Ａｇ、
ＡｕなどのＩｂ族元素、ＭｏなどのVIａ族元素を含有す
るものをさす。
【００１０】本発明において、耐熱性酸化物の薄膜とは
ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 、ＴｉＯ2 、Ｌａ2 Ｏ
3 などの融点が１０００℃以上の周期律表 IIIａ、 III
ｂ、IVａ、IVｂ族の酸化物を含有したもので、膜厚が５
０μｍ以下のものをさす。
ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 、ＴｉＯ2 、Ｌａ2 Ｏ
3 などの融点が１０００℃以上の周期律表 IIIａ、 III
ｂ、IVａ、IVｂ族の酸化物を含有したもので、膜厚が５
０μｍ以下のものをさす。
【００１１】金属多孔体の表面に耐熱性酸化物の薄膜を
形成させる方法の一例としては、下記の方法が用いられ
る。 （１）耐熱性酸化物、水酸化物のゾル、ゲルまたはこれ
らを含有するスラリを金属多孔体に塗布または浸漬し、
焼成する方法。 （２）耐熱性酸化物または水酸化物を金属多孔体に溶射
する方法。 （３）真空蒸着法、イオンプレーティング、気相化学反
応（ＣＶＤ）法などの気相法による方法。
形成させる方法の一例としては、下記の方法が用いられ
る。 （１）耐熱性酸化物、水酸化物のゾル、ゲルまたはこれ
らを含有するスラリを金属多孔体に塗布または浸漬し、
焼成する方法。 （２）耐熱性酸化物または水酸化物を金属多孔体に溶射
する方法。 （３）真空蒸着法、イオンプレーティング、気相化学反
応（ＣＶＤ）法などの気相法による方法。
【００１２】金属多孔体の表面に膜厚が５０μｍ以下の
パラジウムを含有する箔を接合させる方法としては金属
多孔体の表面にパラジウムを含有する箔を直接拡散接合
してもよいが、直接拡散接合した場合、金属多孔体のＦ
ｅ，Ｃｒなどの成分がパラジウム含有箔に熱拡散し水素
透過特性を阻害する可能性が高いので、接合面の一部に
金属フレームなどを挿入し、真空下、温度：５００〜１
０００℃で拡散接合させ、上述のような欠点を防止する
ようにすることも好ましい実施態様である。この後者の
場合にはさらに水素分離膜を溶接する際に溶接欠陥を抑
制できる効果も奏しうる。
パラジウムを含有する箔を接合させる方法としては金属
多孔体の表面にパラジウムを含有する箔を直接拡散接合
してもよいが、直接拡散接合した場合、金属多孔体のＦ
ｅ，Ｃｒなどの成分がパラジウム含有箔に熱拡散し水素
透過特性を阻害する可能性が高いので、接合面の一部に
金属フレームなどを挿入し、真空下、温度：５００〜１
０００℃で拡散接合させ、上述のような欠点を防止する
ようにすることも好ましい実施態様である。この後者の
場合にはさらに水素分離膜を溶接する際に溶接欠陥を抑
制できる効果も奏しうる。
【００１３】以上のようにしてパラジウムを含有する箔
を接合させた金属多孔体は水素のみを選択的に透過する
水素分離膜として使用できる。上記水素分離膜の一方の
側に水素を含有する混合ガスを供給すると、水素分離膜
は水素のみを選択的に透過させ、水素分離膜の他方の側
から純粋な水素が流出する。水素の透過速度は温度が高
いほど大きく、また水素分離膜の両側の水素の圧力差が
大きいほど大きくなる。本発明の水素分離膜の好ましい
使用温度範囲は８００℃以下であり、水素分離膜の両側
の水素圧力差の好ましい範囲は０．５〜１０ｋｇ／ｃｍ
2 である。水素の透過速度は極めて大きく、４００℃、
圧力差２ｋｇ／ｃｍ2 の場合１５〜６０ｃｍ3 ／ｃｍ2
・ｍｉｎ程度であり、この値は従来の伸延法で得られる
膜厚１５０μｍのパラジウム含有膜の３〜１５倍に達す
る。ブリードガスは水素分圧が内側の水素の圧力と等し
い状態で取出される。従って取り出すべき、内側の水素
圧力を制御することによりブリードガスの組成、水素の
分取率を制御することが可能となる。
を接合させた金属多孔体は水素のみを選択的に透過する
水素分離膜として使用できる。上記水素分離膜の一方の
側に水素を含有する混合ガスを供給すると、水素分離膜
は水素のみを選択的に透過させ、水素分離膜の他方の側
から純粋な水素が流出する。水素の透過速度は温度が高
いほど大きく、また水素分離膜の両側の水素の圧力差が
大きいほど大きくなる。本発明の水素分離膜の好ましい
使用温度範囲は８００℃以下であり、水素分離膜の両側
の水素圧力差の好ましい範囲は０．５〜１０ｋｇ／ｃｍ
2 である。水素の透過速度は極めて大きく、４００℃、
圧力差２ｋｇ／ｃｍ2 の場合１５〜６０ｃｍ3 ／ｃｍ2
・ｍｉｎ程度であり、この値は従来の伸延法で得られる
膜厚１５０μｍのパラジウム含有膜の３〜１５倍に達す
る。ブリードガスは水素分圧が内側の水素の圧力と等し
い状態で取出される。従って取り出すべき、内側の水素
圧力を制御することによりブリードガスの組成、水素の
分取率を制御することが可能となる。
【００１４】
【作用】本発明の水素分離膜においては、パラジウムを
含有する箔を金属多孔体で支持しているため、高い強度
を有するとともに、加工性に富み、モジュール化が容易
で、かつ高価なパラジウムの使用量が少なくてすむとい
う利点がある。
含有する箔を金属多孔体で支持しているため、高い強度
を有するとともに、加工性に富み、モジュール化が容易
で、かつ高価なパラジウムの使用量が少なくてすむとい
う利点がある。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例をあげ、本発
明の効果を明らかにする。 （実施例１）繊維径８μｍのＳＵＳ３１６製金属繊維不
織布と２００メッシュ、１００メッシュ及び４０メッシ
ュの金網（ＳＵＳ３１６）を重ねたものを１１００℃で
３時間加熱し、積層焼結した金属多孔体の板（６３ｍｍ
×３００ｍｍ）を製作した。この金属多孔体の全厚みは
約０．６ｍｍであり、細孔径が約１０μｍの多孔質金属
薄膜の厚みは０．０５ｍｍであった。上記金属多孔体の
端の部分（５ｍｍ）に厚さ０．１ｍｍのステンレス製の
フレーム及び厚さ１５μｍのＰｄ箔（６３×３００ｍ
ｍ）または厚さ３０μｍのＰｄ−Ａｇ合金箔（Ｐｄ：Ａ
ｇの原子比＝７７：２３％、６３ｍｍ×３００ｍｍ）そ
れぞれを重ね合わせ、圧力：１０-4Ｔｏｒｒ、温度９０
０℃で１時間拡散接合を行った後、巻き加工し、溶接し
て２０φ×３００リットルｍｍのパイプを製作した。こ
れらのパイプ（サンプル１、２）を水素分離膜として使
用し、図１に示す試験装置で水素透過試験を行った。図
１において、１は水素分離膜、２はＯリング、３はステ
ンレス製外管、４は水素含有ガス供給孔、５は水素分離
後のガス排出孔、６は水素取出孔、７はブリードガス供
給孔、８はサーモカップルである。
明の効果を明らかにする。 （実施例１）繊維径８μｍのＳＵＳ３１６製金属繊維不
織布と２００メッシュ、１００メッシュ及び４０メッシ
ュの金網（ＳＵＳ３１６）を重ねたものを１１００℃で
３時間加熱し、積層焼結した金属多孔体の板（６３ｍｍ
×３００ｍｍ）を製作した。この金属多孔体の全厚みは
約０．６ｍｍであり、細孔径が約１０μｍの多孔質金属
薄膜の厚みは０．０５ｍｍであった。上記金属多孔体の
端の部分（５ｍｍ）に厚さ０．１ｍｍのステンレス製の
フレーム及び厚さ１５μｍのＰｄ箔（６３×３００ｍ
ｍ）または厚さ３０μｍのＰｄ−Ａｇ合金箔（Ｐｄ：Ａ
ｇの原子比＝７７：２３％、６３ｍｍ×３００ｍｍ）そ
れぞれを重ね合わせ、圧力：１０-4Ｔｏｒｒ、温度９０
０℃で１時間拡散接合を行った後、巻き加工し、溶接し
て２０φ×３００リットルｍｍのパイプを製作した。こ
れらのパイプ（サンプル１、２）を水素分離膜として使
用し、図１に示す試験装置で水素透過試験を行った。図
１において、１は水素分離膜、２はＯリング、３はステ
ンレス製外管、４は水素含有ガス供給孔、５は水素分離
後のガス排出孔、６は水素取出孔、７はブリードガス供
給孔、８はサーモカップルである。
【００１６】サンプル１，２の水素分離膜１をＯリング
２でステンレス鋼製外管３に固定し、その外側を電気炉
で加熱する。温度はサーモカップル８を使用し、内管の
中心部で測定した。水素含有ガス供給孔４からＨ2 ／Ｎ
2 ＝１（モル）の混合ガスを連続的に供給し、水素分離
後の排出孔５からブリードガスを排出し、下部の水素取
出孔６から９９．９９％以上の純粋な水素（圧力：１ｋ
ｇ／ｃｍ2 ａｂｓ．）を得ることができた。
２でステンレス鋼製外管３に固定し、その外側を電気炉
で加熱する。温度はサーモカップル８を使用し、内管の
中心部で測定した。水素含有ガス供給孔４からＨ2 ／Ｎ
2 ＝１（モル）の混合ガスを連続的に供給し、水素分離
後の排出孔５からブリードガスを排出し、下部の水素取
出孔６から９９．９９％以上の純粋な水素（圧力：１ｋ
ｇ／ｃｍ2 ａｂｓ．）を得ることができた。
【００１７】混合ガスの圧力を３ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ、流量
を２０Ｎリットル／ｍｉｎで、５００℃で試験した結果
を表１に示す。
を２０Ｎリットル／ｍｉｎで、５００℃で試験した結果
を表１に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】サンプル２について、混合ガスの圧力及び
温度を変えて試験した結果を表２に示す。
温度を変えて試験した結果を表２に示す。
【００２０】
【表２】
【００２１】（実施例２）繊維径２μｍのＳＵＳ３１６
製金属繊維不織布と２００メッシュ、１００メッシュ及
び４０メッシュの金網（ＳＵＳ３１６）を重ねたものを
１２００℃で３時間加熱し、積層焼結した金属多孔体の
板（６３ｍｍ×３００ｍｍ）を製作した。この金属多孔
体の全厚みは約０．６ｍｍであり、細孔径が５〜７μｍ
の多孔質金属薄膜の厚みは０．０５ｍｍであった。上記
金属多孔体の端の部分（５ｍｍ）に厚さ０．１ｍｍのス
テンレス製のフレーム及び厚さ２０μｍのＰｄ−Ａｇ合
金箔（Ｐｄ：Ａｇの原子比＝７７：２３％、６３ｍｍ×
３００ｍｍ）を重ね合わせ、圧力：１０-4Ｔｏｒｒ、温
度８００℃で１時間拡散接合を行った後、巻き加工し、
溶接して２０φ×３００リットルｍｍのパイプ（サンプ
ル３）を製作した。
製金属繊維不織布と２００メッシュ、１００メッシュ及
び４０メッシュの金網（ＳＵＳ３１６）を重ねたものを
１２００℃で３時間加熱し、積層焼結した金属多孔体の
板（６３ｍｍ×３００ｍｍ）を製作した。この金属多孔
体の全厚みは約０．６ｍｍであり、細孔径が５〜７μｍ
の多孔質金属薄膜の厚みは０．０５ｍｍであった。上記
金属多孔体の端の部分（５ｍｍ）に厚さ０．１ｍｍのス
テンレス製のフレーム及び厚さ２０μｍのＰｄ−Ａｇ合
金箔（Ｐｄ：Ａｇの原子比＝７７：２３％、６３ｍｍ×
３００ｍｍ）を重ね合わせ、圧力：１０-4Ｔｏｒｒ、温
度８００℃で１時間拡散接合を行った後、巻き加工し、
溶接して２０φ×３００リットルｍｍのパイプ（サンプ
ル３）を製作した。
【００２２】実施例１と同様の試験（混合ガス圧力３ｋ
ｇ／ｃｍ2 Ｇ、流量２０Ｎリットル／ｍｉｎ、５００
℃）を行った結果、９９．９９％以上の水素が４．６Ｎ
リットル／ｍｉｎ得られた。
ｇ／ｃｍ2 Ｇ、流量２０Ｎリットル／ｍｉｎ、５００
℃）を行った結果、９９．９９％以上の水素が４．６Ｎ
リットル／ｍｉｎ得られた。
【００２３】（実施例３）実施例１の金属多孔体の表面
に、ジルコニアを蒸着したサンプル４（ジルコニア膜厚
１０μｍ）及びアルミナを蒸着したサンプル５（アルミ
ナ膜厚２０μｍ）を調製した。上記サンプル４、５それ
ぞれの端の部分（５ｍｍ）に厚さ０．１ｍｍのステンレ
ス製のフレーム及び厚さ１５μｍのＰｄ箔（６３×３０
０ｍｍ）または厚さ３０μｍのＰｄ−Ａｇ合金箔（Ｐ
ｄ：Ａｇの原子比＝７７：２３％、６３ｍｍ×３００ｍ
ｍ）それぞれを重ね合わせ、圧力：１０-4Ｔｏｒｒ、温
度９００℃で１時間拡散接合を行った後、巻き加工し、
溶接して２０φ×３００リットルｍｍのパイプを製作し
た。これらのパイプ（サンプル４、５）を水素分離膜と
して使用し、実施例１と同様の試験を行った。
に、ジルコニアを蒸着したサンプル４（ジルコニア膜厚
１０μｍ）及びアルミナを蒸着したサンプル５（アルミ
ナ膜厚２０μｍ）を調製した。上記サンプル４、５それ
ぞれの端の部分（５ｍｍ）に厚さ０．１ｍｍのステンレ
ス製のフレーム及び厚さ１５μｍのＰｄ箔（６３×３０
０ｍｍ）または厚さ３０μｍのＰｄ−Ａｇ合金箔（Ｐ
ｄ：Ａｇの原子比＝７７：２３％、６３ｍｍ×３００ｍ
ｍ）それぞれを重ね合わせ、圧力：１０-4Ｔｏｒｒ、温
度９００℃で１時間拡散接合を行った後、巻き加工し、
溶接して２０φ×３００リットルｍｍのパイプを製作し
た。これらのパイプ（サンプル４、５）を水素分離膜と
して使用し、実施例１と同様の試験を行った。
【００２４】混合ガスの圧力を３ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ、流量
を２０Ｎリットル／ｍｉｎで、５００℃で試験した結果
を表３に示す。
を２０Ｎリットル／ｍｉｎで、５００℃で試験した結果
を表３に示す。
【００２５】
【表３】 上記サンプル４、５について、５００℃で１０００時間
エージング試験を行った結果、水素透過性能は一定であ
った。
エージング試験を行った結果、水素透過性能は一定であ
った。
【００２６】サンプル５について、混合ガスの圧力及び
温度を変えて試験した結果を表４に示す。
温度を変えて試験した結果を表４に示す。
【００２７】
【表４】
【００２８】（実施例４）濃硝酸２ｇに水１００ｇを添
加して調製した硝酸水溶液にテトラエトキシシラン１０
０ｇを添加し、急速攪拌しながら８０℃に加熱しシリカ
ゾルを調製した。このシリカゾルを実施例２の金属多孔
体の表面に塗布し、５００℃で焼成する操作を繰り返
し、金属多孔体の表面にシリカの薄膜を１０μｍ形成さ
せた。上記サンプルの端の部分（５ｍｍ）に厚さ０．１
ｍｍのステンレス製のフレーム及び厚さ２０μｍのＰｄ
−Ａｇ合金箔（Ｐｄ：Ａｇの原子比＝７７：２３％、６
３ｍｍ×３００ｍｍ）を重ね合わせ、圧力：１０-4Ｔｏ
ｒｒ、温度８００℃で１時間拡散接合を行った後、巻き
加工し、溶接して２０φ×３００リットルｍｍのパイプ
（サンプル６）を製作した。
加して調製した硝酸水溶液にテトラエトキシシラン１０
０ｇを添加し、急速攪拌しながら８０℃に加熱しシリカ
ゾルを調製した。このシリカゾルを実施例２の金属多孔
体の表面に塗布し、５００℃で焼成する操作を繰り返
し、金属多孔体の表面にシリカの薄膜を１０μｍ形成さ
せた。上記サンプルの端の部分（５ｍｍ）に厚さ０．１
ｍｍのステンレス製のフレーム及び厚さ２０μｍのＰｄ
−Ａｇ合金箔（Ｐｄ：Ａｇの原子比＝７７：２３％、６
３ｍｍ×３００ｍｍ）を重ね合わせ、圧力：１０-4Ｔｏ
ｒｒ、温度８００℃で１時間拡散接合を行った後、巻き
加工し、溶接して２０φ×３００リットルｍｍのパイプ
（サンプル６）を製作した。
【００２９】実施例１と同様の試験（混合ガス圧力３ｋ
ｇ／ｃｍ2 Ｇ、流量２０Ｎリットル／ｍｉｎ、５００
℃）を行った結果、９９．９９％以上の水素が４．６Ｎ
リットル／ｍｉｎ得られた。なお、上記パイプについ
て、５００℃で１０００時間エージング試験を行った結
果、水素透過性能は一定であった。
ｇ／ｃｍ2 Ｇ、流量２０Ｎリットル／ｍｉｎ、５００
℃）を行った結果、９９．９９％以上の水素が４．６Ｎ
リットル／ｍｉｎ得られた。なお、上記パイプについ
て、５００℃で１０００時間エージング試験を行った結
果、水素透過性能は一定であった。
【００３０】
【発明の効果】以上、実施例から明らかなように、本発
明の水素分離膜は高温下、長時間にわたり水素のみを選
択的に透過する水素分離膜として使用できる。
明の水素分離膜は高温下、長時間にわたり水素のみを選
択的に透過する水素分離膜として使用できる。
【図１】本発明水素分離膜の水素分離効果を実証するた
めに使用した試験装置の概略図。
めに使用した試験装置の概略図。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−52630（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−349926（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−76737（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−285357（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 71/02
Claims (2)
- 【請求項１】 金属繊維不織布を用いて製作した金属多
孔体の表面に、膜厚が５０μｍ以下のパラジウムを含有
する箔を拡散接合させてなることを特徴とする水素分離
膜。 - 【請求項２】 金属繊維不織布を用いて製作した金属多
孔体の表面に、耐熱性酸化物の薄膜を形成させ、さらに
その表面に、膜厚が５０μｍ以下のパラジウムを含有す
る箔を拡散接合させてなることを特徴とする水素分離
膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20325093A JP3174668B2 (ja) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | 水素分離膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20325093A JP3174668B2 (ja) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | 水素分離膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0751552A JPH0751552A (ja) | 1995-02-28 |
| JP3174668B2 true JP3174668B2 (ja) | 2001-06-11 |
Family
ID=16470919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20325093A Expired - Lifetime JP3174668B2 (ja) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | 水素分離膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3174668B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102139063B1 (ko) * | 2018-02-09 | 2020-07-29 | (주)로신시스텍 | 수영장용 물 공급노즐 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2001286742A (ja) * | 2000-04-10 | 2001-10-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 水素分離膜 |
| JP4184705B2 (ja) * | 2002-04-26 | 2008-11-19 | 本田技研工業株式会社 | 水素分離膜構造体 |
| JP4917787B2 (ja) * | 2005-09-30 | 2012-04-18 | 日本精線株式会社 | 水素分離用部材、及びその製造方法 |
| US8163064B2 (en) | 2006-09-29 | 2012-04-24 | Sinvent As | Leak-proof membrane element and method of manufacturing such an element |
-
1993
- 1993-08-17 JP JP20325093A patent/JP3174668B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102139063B1 (ko) * | 2018-02-09 | 2020-07-29 | (주)로신시스텍 | 수영장용 물 공급노즐 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0751552A (ja) | 1995-02-28 |
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