JPH04346824A - 水素分離膜 - Google Patents
水素分離膜Info
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- JPH04346824A JPH04346824A JP11581191A JP11581191A JPH04346824A JP H04346824 A JPH04346824 A JP H04346824A JP 11581191 A JP11581191 A JP 11581191A JP 11581191 A JP11581191 A JP 11581191A JP H04346824 A JPH04346824 A JP H04346824A
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Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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。
離するための水素分離膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】省エネルギー型分離技術として、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を主体とする膜を使用する方法が
知られている。
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を主体とする膜を使用する方法が
知られている。
【０００３】かかる膜は、従来、Ｐｄ又はＰｄを主体と
する合金を伸延し、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。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、又この膜
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に膜が破損し易い。
する合金を伸延し、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。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、又この膜
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に膜が破損し易い。
【０００４】又、セラミックス等無機質材料からなる多
孔質体の表面にＰｄを含有する薄膜を形成させた水素分
離膜が提案されている。
孔質体の表面にＰｄを含有する薄膜を形成させた水素分
離膜が提案されている。
【０００５】さらに、セラミックス等無機質材料に代え
、０．１〜２０μｍの細孔を有する多孔質金属体を基材
として、その表面にＰｄを含有する薄膜を形成させた水
素分離膜が提案されている。そして、この多孔質金属多
孔体の製造方法としては、■発泡（多孔質）金属をプレ
ス成形し細孔径を制御したもの、■粒径の小さい金属微
粉末（５０μｍ以下）を焼結成形したもの、■化学反応
により除去可能な粉末を金属粉末に混合又は溶融した金
属に添加した後、粉末を化学反応により除去し細孔を生
成させたもの、等が提案されている。
、０．１〜２０μｍの細孔を有する多孔質金属体を基材
として、その表面にＰｄを含有する薄膜を形成させた水
素分離膜が提案されている。そして、この多孔質金属多
孔体の製造方法としては、■発泡（多孔質）金属をプレ
ス成形し細孔径を制御したもの、■粒径の小さい金属微
粉末（５０μｍ以下）を焼結成形したもの、■化学反応
により除去可能な粉末を金属粉末に混合又は溶融した金
属に添加した後、粉末を化学反応により除去し細孔を生
成させたもの、等が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、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
。
た従来の方法については、各々次のような問題点がある
。
【０００７】Ｐｄを伸延法により薄くする方法では６０
〜１００μｍ程度の比較的厚いものを使用しなくてはな
らず、高価なＰｄの使用量が増大し、又水素の透過速度
が小さい。
〜１００μｍ程度の比較的厚いものを使用しなくてはな
らず、高価なＰｄの使用量が増大し、又水素の透過速度
が小さい。
【０００８】セラミックス等無機質材料からなる多孔体
支持体にＰｄを含有する薄膜を形成させた水素分離膜は
、■脆性材料であり、機械的強度，振動・衝撃に弱いた
め、基材を破損しないように保持することが困難であり
、特別な容器や支持法の設計を要する、■硬いため加工
性が悪く、長尺のパイプ状の成形体を得ることが難しく
、設計の自由度も小さい、■溶接が出来ないため、シー
ル部の構造が複雑になる、等の問題を有する。
支持体にＰｄを含有する薄膜を形成させた水素分離膜は
、■脆性材料であり、機械的強度，振動・衝撃に弱いた
め、基材を破損しないように保持することが困難であり
、特別な容器や支持法の設計を要する、■硬いため加工
性が悪く、長尺のパイプ状の成形体を得ることが難しく
、設計の自由度も小さい、■溶接が出来ないため、シー
ル部の構造が複雑になる、等の問題を有する。
【０００９】セラミックス等無機質材料に代え、多孔質
金属体の基材にＰｄを含有する薄膜を形成させてなる水
素分離膜は、提案されている多孔質金属多孔体の製造方
法として前述した３つの方法などが提案されているが、
何れも加工性が悪く、薄肉で長尺のパイプを製造するこ
とが難しく、製造できるとしても耐圧強度を大きくする
ためには厚肉が必要で通気抵抗が大きくなり、水素分離
膜の基材として適さない。
金属体の基材にＰｄを含有する薄膜を形成させてなる水
素分離膜は、提案されている多孔質金属多孔体の製造方
法として前述した３つの方法などが提案されているが、
何れも加工性が悪く、薄肉で長尺のパイプを製造するこ
とが難しく、製造できるとしても耐圧強度を大きくする
ためには厚肉が必要で通気抵抗が大きくなり、水素分離
膜の基材として適さない。
【００１０】又、多孔質金属体に直接Ｐｄを含有する薄
膜を形成させた水素分離膜は、５００℃以上の高温で長
時間使用すると、Ｐｄと多孔質金属との拡散反応により
水素透過性が劣化するという問題がある。
膜を形成させた水素分離膜は、５００℃以上の高温で長
時間使用すると、Ｐｄと多孔質金属との拡散反応により
水素透過性が劣化するという問題がある。
【００１１】本発明は、このような事情に鑑み、通気抵
抗が小さく高い強度を有すると共に加工性がよく、且つ
水素透過性が大きい水素分離膜を提供することを目的と
する。
抗が小さく高い強度を有すると共に加工性がよく、且つ
水素透過性が大きい水素分離膜を提供することを目的と
する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係る水素分離膜は、最上層の金属不織布の下側に上
層から下層へ向って細孔径が徐々に大きくなるよう複数
枚の金網を積層し焼結した担体の最上層上に、Ｐｄ又は
Ｐｄを含む合金からなる薄膜を形成してなることを特徴
とする。
明に係る水素分離膜は、最上層の金属不織布の下側に上
層から下層へ向って細孔径が徐々に大きくなるよう複数
枚の金網を積層し焼結した担体の最上層上に、Ｐｄ又は
Ｐｄを含む合金からなる薄膜を形成してなることを特徴
とする。
【００１３】以下、本発明の構成を詳述する。
【００１４】本発明で金属不織布とは、繊維径の小さい
金属繊維の不織布であり、これは最終的には圧延、焼結
されて、例えば０．１〜２０μｍの細孔を有し、例えば
０．０５〜０．１５と薄肉の多孔質金属薄膜となる。本
発明では、この多孔質金属薄膜を最上層にしてこれにＰ
ｄを含有する薄膜を形成するので、例えば５０μｍ以下
という薄い膜を形成することが容易となる。また、かか
る多孔質金属薄膜は、例えば０．０５〜０．１５ｍｍと
薄肉にできるので、通気抵抗が大きくならない。
金属繊維の不織布であり、これは最終的には圧延、焼結
されて、例えば０．１〜２０μｍの細孔を有し、例えば
０．０５〜０．１５と薄肉の多孔質金属薄膜となる。本
発明では、この多孔質金属薄膜を最上層にしてこれにＰ
ｄを含有する薄膜を形成するので、例えば５０μｍ以下
という薄い膜を形成することが容易となる。また、かか
る多孔質金属薄膜は、例えば０．０５〜０．１５ｍｍと
薄肉にできるので、通気抵抗が大きくならない。
【００１５】本発明において、Ｐｄ又はＰｄを含有する
合金からなる薄膜としては、Ｐｄ１００％又はＰｄを１
０重量％以上含有する合金からなり、膜厚が５０μ以下
、特に２〜２０μのものが適当である。また、Ｐｄを１
０重量％以上含有する合金としては、Ｐｄ以外にＰｔ，
Ｒｈ，Ｒｕ，ＩｒなどのＶＩＩＩ族元素、Ｃｕ，Ａｇ，
ＡｕなどのＩｂ族元素を含有するものをさす。多孔質金
属薄膜の表面に膜厚が５０μ以下のＰｄを含有する薄膜
を形成する方法としては、例えば表面活性化処理（塩化
スズの水溶液と塩化パラジウムの各液に交互に浸漬）後
、無電解めっき（パラジウムの化合物と還元剤を含有す
る液に浸漬）する方法、さらには、無電解メッキ後に電
気めっきするなどの湿式コーティング法、あるいは、蒸
空蒸着法、イオンプレーティング、気相化学反応法（Ｃ
ＶＤ）などのドライコーティング法を挙げることができ
る。
合金からなる薄膜としては、Ｐｄ１００％又はＰｄを１
０重量％以上含有する合金からなり、膜厚が５０μ以下
、特に２〜２０μのものが適当である。また、Ｐｄを１
０重量％以上含有する合金としては、Ｐｄ以外にＰｔ，
Ｒｈ，Ｒｕ，ＩｒなどのＶＩＩＩ族元素、Ｃｕ，Ａｇ，
ＡｕなどのＩｂ族元素を含有するものをさす。多孔質金
属薄膜の表面に膜厚が５０μ以下のＰｄを含有する薄膜
を形成する方法としては、例えば表面活性化処理（塩化
スズの水溶液と塩化パラジウムの各液に交互に浸漬）後
、無電解めっき（パラジウムの化合物と還元剤を含有す
る液に浸漬）する方法、さらには、無電解メッキ後に電
気めっきするなどの湿式コーティング法、あるいは、蒸
空蒸着法、イオンプレーティング、気相化学反応法（Ｃ
ＶＤ）などのドライコーティング法を挙げることができ
る。
【００１６】又、本発明では耐圧強度を保持するために
、上述した多孔質金属薄膜を例えば１００μｍ以上の細
孔を有する複数枚の金網と積層焼結して金属多孔体を製
作し、これを担体とする。したがって必要な強度・寸法
に応じて金網の積層状態を変えた金属多孔体が製作でき
る。
、上述した多孔質金属薄膜を例えば１００μｍ以上の細
孔を有する複数枚の金網と積層焼結して金属多孔体を製
作し、これを担体とする。したがって必要な強度・寸法
に応じて金網の積層状態を変えた金属多孔体が製作でき
る。
【００１７】この結果、通気抵抗が小さく高い強度を有
すると共に長尺のパイプ曲げ加工等の加工が可能な基材
にＰｄを含有する薄膜を薄く形成された水素分離膜が製
作でき、さらに溶接が可能となり、モジュール化が容易
となる。すなわち、これにより、Ｐｄを伸延法により薄
くする方法の、高価なＰｄの使用量が多く、又水素の透
過速度が小さいこと、及びセラミックス等無機質材料か
らなる多孔体支持体にＰｄを含有する薄膜を形成させる
方法の強度及びシール等の問題を解決することができる
。
すると共に長尺のパイプ曲げ加工等の加工が可能な基材
にＰｄを含有する薄膜を薄く形成された水素分離膜が製
作でき、さらに溶接が可能となり、モジュール化が容易
となる。すなわち、これにより、Ｐｄを伸延法により薄
くする方法の、高価なＰｄの使用量が多く、又水素の透
過速度が小さいこと、及びセラミックス等無機質材料か
らなる多孔体支持体にＰｄを含有する薄膜を形成させる
方法の強度及びシール等の問題を解決することができる
。
【００１８】使用温度が低い場合は、上述したように金
属多孔体に直接Ｐｄを形成させた水素分離膜でよいが、
５００℃以上の高温で長時間使用することによりＰｄと
多孔質金属との拡散反応により水素透過性が劣化するこ
と、及び合金化処理により健全なＰｄ合金膜が形成でき
ないという問題が生じる。したがって、かかる問題点を
解決するためには、表面細孔径の比較的大きな多孔質金
属とし、金属多孔体とＰｄを含有する薄膜との間にＴｉ
ＮやＡｌ２Ｏ３ のセラミックスからなるバリアーコー
ティングを施すのが好ましい。なお、このバリアーコー
ティングの方法としては、気相化学反応法（ＣＶＤ）、
真空蒸着法、イオンプレーティング等がある。
属多孔体に直接Ｐｄを形成させた水素分離膜でよいが、
５００℃以上の高温で長時間使用することによりＰｄと
多孔質金属との拡散反応により水素透過性が劣化するこ
と、及び合金化処理により健全なＰｄ合金膜が形成でき
ないという問題が生じる。したがって、かかる問題点を
解決するためには、表面細孔径の比較的大きな多孔質金
属とし、金属多孔体とＰｄを含有する薄膜との間にＴｉ
ＮやＡｌ２Ｏ３ のセラミックスからなるバリアーコー
ティングを施すのが好ましい。なお、このバリアーコー
ティングの方法としては、気相化学反応法（ＣＶＤ）、
真空蒸着法、イオンプレーティング等がある。
【００１９】以下、本発明を実施例に基づいて説明する
。
。
【００２０】図１に一実施例に係る水素分離膜の断面構
造の模式図を示す。同図中、１はＰｄ又はＰｄを含む合
金からなる薄膜（以下、Ｐｄ薄膜という）、２は多孔質
金属薄膜、３は複数枚の金網の積層焼結体であり、拡大
図に示すように、多孔質金属薄膜２は細孔２ａを有して
いる。そして、かかる多孔質金属薄膜２にはバリアーコ
ーティング４が施されている。
造の模式図を示す。同図中、１はＰｄ又はＰｄを含む合
金からなる薄膜（以下、Ｐｄ薄膜という）、２は多孔質
金属薄膜、３は複数枚の金網の積層焼結体であり、拡大
図に示すように、多孔質金属薄膜２は細孔２ａを有して
いる。そして、かかる多孔質金属薄膜２にはバリアーコ
ーティング４が施されている。
【００２１】
【実施例１】線径２μｍのＳＵＳ３１６Ｌ金属繊維不織
布（素材の種類によっては、圧延を実施する）と、２０
０，１００及び４０メッシュの金網（ＳＵＳ３１６）を
重ねたものとを１３２０℃×３時間の条件で積層焼結し
た金属多孔体を巻き加工し、溶接して２０φ×３００Ｌ
の金属多孔体パイプを製作した。このパイプの全厚みは
約０．６ｍｍであり、多孔質金属薄膜の厚みは０．０５
ｍｍである。又、表面細孔径は５〜７μｍ、開孔率は約
３０％である。
布（素材の種類によっては、圧延を実施する）と、２０
０，１００及び４０メッシュの金網（ＳＵＳ３１６）を
重ねたものとを１３２０℃×３時間の条件で積層焼結し
た金属多孔体を巻き加工し、溶接して２０φ×３００Ｌ
の金属多孔体パイプを製作した。このパイプの全厚みは
約０．６ｍｍであり、多孔質金属薄膜の厚みは０．０５
ｍｍである。又、表面細孔径は５〜７μｍ、開孔率は約
３０％である。
【００２２】従来の金属粉末焼結法により製作した購入
パイプ（１７．３φ×１５０Ｌ×２．０ｔ、細孔径は５
μｍ、開孔率３０％）と上記本発明の金属多孔体パイプ
の一部に熱ＣＶＤ法によりＴｉＮを２μｍコーティング
した。そして、各パイプのＴｉＮコーティングの前後の
ものについて、通気抵抗を測定した。この結果を表１に
示す。
パイプ（１７．３φ×１５０Ｌ×２．０ｔ、細孔径は５
μｍ、開孔率３０％）と上記本発明の金属多孔体パイプ
の一部に熱ＣＶＤ法によりＴｉＮを２μｍコーティング
した。そして、各パイプのＴｉＮコーティングの前後の
ものについて、通気抵抗を測定した。この結果を表１に
示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】表１に示すように、本実施例の金属多孔体
パイプは、購入品の金属粉末焼結体パイプに対し、通気
抵抗を上昇させる細孔径の小さい多孔質金属薄膜の厚み
が薄いため、通気抵抗が約１／４０と小さく、また、バ
リアーコーティングによる通気抵抗の上昇率が購入品が
約１５０倍であるのに対し約７．５倍であり、約１／２
０と非常に小さい。
パイプは、購入品の金属粉末焼結体パイプに対し、通気
抵抗を上昇させる細孔径の小さい多孔質金属薄膜の厚み
が薄いため、通気抵抗が約１／４０と小さく、また、バ
リアーコーティングによる通気抵抗の上昇率が購入品が
約１５０倍であるのに対し約７．５倍であり、約１／２
０と非常に小さい。
【００２５】次に、上記金属多孔体パイプ（ＴｉＮコー
ティングを施していないものと、施したもの）の外表面
に同一条件で無電解めっき（Ｐｄの化合物と還元剤とを
含有する液に浸漬してめっき）にてＰｄを１５μｍめっ
きし、本実施例の水素分離パイプ（実施例ａ，ｂ）を得
た。
ティングを施していないものと、施したもの）の外表面
に同一条件で無電解めっき（Ｐｄの化合物と還元剤とを
含有する液に浸漬してめっき）にてＰｄを１５μｍめっ
きし、本実施例の水素分離パイプ（実施例ａ，ｂ）を得
た。
【００２６】また、上述した購入パイプ（ＴｉＮコーテ
ィングを施してないものと、施したもの）の外表面にも
同一条件で無電解めっきによりＰｄを１５μｍめっきし
た（比較例ａ，ｂ）。そして、これらのパイプ（比較例
ａ，ｂ）、及び上記実施例ａ，ｂのパイプについて、水
素透過試験を行った。この水素透過試験の条件は、Ｈ２
混合ガスの圧力３ｋｇ／ｃｍ２Ｇ、流量２０Ｎｌ／ｍ
ｉｎ 、５００℃とした。この結果を図２に示す。
ィングを施してないものと、施したもの）の外表面にも
同一条件で無電解めっきによりＰｄを１５μｍめっきし
た（比較例ａ，ｂ）。そして、これらのパイプ（比較例
ａ，ｂ）、及び上記実施例ａ，ｂのパイプについて、水
素透過試験を行った。この水素透過試験の条件は、Ｈ２
混合ガスの圧力３ｋｇ／ｃｍ２Ｇ、流量２０Ｎｌ／ｍ
ｉｎ 、５００℃とした。この結果を図２に示す。
【００２７】図２に示すように、本発明の金属多孔体パ
イプにＰｄめっきしたもの（実施例ａ）の初期の水素透
過速度は、２５ｃｍ３ ／ｃｍ２ ・ｍｉｎ と従来の
Ｐｄ膜の方法の約６倍と大きく、購入品の金属粉末焼結
体パイプにＰｄめっきしたもの（比較例ａ）の約２倍で
ある。また、本発明の金属多孔体パイプにバリアーコー
ティング後Ｐｄめっきしたもの（実施例ｂ）の水素透過
速度は、バリアーコーティングなしのもの（実施例ａ）
の約８割であり、購入パイプにバリアーコーティングし
たもの（比較例ｂ）が殆ど水素を透過しないのに対し、
減少率が少ない。さらに、図２に示すように、本発明の
金属多孔体パイプに直接Ｐｄをめっきしたもの（実施例
ａ）は、初期の水素透過速度は２５ｃｍ３ ／ｃｍ２
・ｍｉｎと従来のＰｄ膜の方法の約６倍と大きいが、運
転時間の経過に伴い水素透過性能が劣化している（１２
００時間後１３ｃｍ３ ／ｃｍ２ ・ｍｉｎ ）のに対
し、バリアーコーティングを施工したもの（実施例ｂ）
は、時間が経過しても水素透過性能は劣化しない。
イプにＰｄめっきしたもの（実施例ａ）の初期の水素透
過速度は、２５ｃｍ３ ／ｃｍ２ ・ｍｉｎ と従来の
Ｐｄ膜の方法の約６倍と大きく、購入品の金属粉末焼結
体パイプにＰｄめっきしたもの（比較例ａ）の約２倍で
ある。また、本発明の金属多孔体パイプにバリアーコー
ティング後Ｐｄめっきしたもの（実施例ｂ）の水素透過
速度は、バリアーコーティングなしのもの（実施例ａ）
の約８割であり、購入パイプにバリアーコーティングし
たもの（比較例ｂ）が殆ど水素を透過しないのに対し、
減少率が少ない。さらに、図２に示すように、本発明の
金属多孔体パイプに直接Ｐｄをめっきしたもの（実施例
ａ）は、初期の水素透過速度は２５ｃｍ３ ／ｃｍ２
・ｍｉｎと従来のＰｄ膜の方法の約６倍と大きいが、運
転時間の経過に伴い水素透過性能が劣化している（１２
００時間後１３ｃｍ３ ／ｃｍ２ ・ｍｉｎ ）のに対
し、バリアーコーティングを施工したもの（実施例ｂ）
は、時間が経過しても水素透過性能は劣化しない。
【００２８】
【実施例２】線径２μｍのＳＵＳ３１６Ｌ金属繊維不織
布と２００，１００及び４０メッシュの金網（ＳＵＳ３
１６）を重ねたものとを１３２０℃×３時間の条件で積
層焼結した金属多孔体を巻き加工し、溶接して２０φ×
３００Ｌの金属多孔体パイプを製作した。このパイプの
全厚みは約０．６ｍｍであり、多孔質金属薄膜の厚みは
０．０５ｍｍである。又、表面細孔径は５〜７μｍ、開
孔率は約３０％である。また、上記金属多孔体パイプの
一部に熱ＣＶＤ法によりＴｉＮを２μｍコーティングし
た。
布と２００，１００及び４０メッシュの金網（ＳＵＳ３
１６）を重ねたものとを１３２０℃×３時間の条件で積
層焼結した金属多孔体を巻き加工し、溶接して２０φ×
３００Ｌの金属多孔体パイプを製作した。このパイプの
全厚みは約０．６ｍｍであり、多孔質金属薄膜の厚みは
０．０５ｍｍである。又、表面細孔径は５〜７μｍ、開
孔率は約３０％である。また、上記金属多孔体パイプの
一部に熱ＣＶＤ法によりＴｉＮを２μｍコーティングし
た。
【００２９】上記金属多孔体パイプ（バリアーコーティ
ングなし）及びバリアーコーティングした金属多孔体パ
イプの外表面に同一条件の無電解めっき（Ｐｄの化合物
と還元剤を含有する液に浸漬）にてＰｄを１５μｍめっ
き後、電解めっきにてＡｇを５μｍめっきした。そして
、各パイプについて８００℃×５時間の合金化処理を水
素中にて実施して実施例ｃ，ｄの水素分離パイプとした
。
ングなし）及びバリアーコーティングした金属多孔体パ
イプの外表面に同一条件の無電解めっき（Ｐｄの化合物
と還元剤を含有する液に浸漬）にてＰｄを１５μｍめっ
き後、電解めっきにてＡｇを５μｍめっきした。そして
、各パイプについて８００℃×５時間の合金化処理を水
素中にて実施して実施例ｃ，ｄの水素分離パイプとした
。
【００３０】実施例ｃ，ｄのパイプにつき、混合ガスの
圧力を３ｋｇ／ｃｍ２ Ｇ、流量を２０Ｎｌ／ｍｉｎ
で、５００℃の条件で水素透過試験を実施した。この結
果を表２に示す。
圧力を３ｋｇ／ｃｍ２ Ｇ、流量を２０Ｎｌ／ｍｉｎ
で、５００℃の条件で水素透過試験を実施した。この結
果を表２に示す。
【００３１】
【表２】
（製品水素ガスは９９．９９％以上の純度）
【００３２
】表２に示すように、金属多孔体パイプに直接ＰｄとＡ
ｇを別々にめっき後、８００℃×５時間の合金化処理を
実施したもの（実施例ｃ）の初期の水素透過速度が３ｃ
ｍ３ ／ｃｍ２ ・ｍｉｎ とＰｄのみをめっきしたも
の（実施例ａ）よりも大きく下回っているのに対し、バ
リアーコーティングを施工した金属多孔体で同様の処理
を実施したもの（実施例ｄ）は、初期の水素透過性能が
３５ｃｍ３ ／ｃｍ２ ・ｍｉｎ と従来のＰｄ膜の方
法の約９倍であり、Ｐｄのみをめっきしたもの（実施例
ａ，ｂ）よりも大きく、時間が経過しても水素透過性能
は劣化しない。
】表２に示すように、金属多孔体パイプに直接ＰｄとＡ
ｇを別々にめっき後、８００℃×５時間の合金化処理を
実施したもの（実施例ｃ）の初期の水素透過速度が３ｃ
ｍ３ ／ｃｍ２ ・ｍｉｎ とＰｄのみをめっきしたも
の（実施例ａ）よりも大きく下回っているのに対し、バ
リアーコーティングを施工した金属多孔体で同様の処理
を実施したもの（実施例ｄ）は、初期の水素透過性能が
３５ｃｍ３ ／ｃｍ２ ・ｍｉｎ と従来のＰｄ膜の方
法の約９倍であり、Ｐｄのみをめっきしたもの（実施例
ａ，ｂ）よりも大きく、時間が経過しても水素透過性能
は劣化しない。
【００３３】
【発明の効果】本発明の水素分離膜は、多孔質金属薄膜
と強度保持のための複数枚の金網とを積層焼結した金属
多孔体を基材としているため、表面細孔径が小さく、し
かも通気抵抗が小さくできるので、水素分離膜として適
している。又、パイプ曲げ加工や溶接が可能であるので
、耐圧強度の大きい長尺の水素分離膜パイプを製作する
ことが可能である。このように、本発明の水素分離膜は
、設計の自由度が大きく、大型化やモジュール化が容易
となる。さらに、表面細孔が小さいため、薄いＰｄ又は
Ｐｄ合金からなる膜を形成でき、水素透過量の大きい水
素分離膜が製作でき、且つ高価なＰｄの使用量が少なく
てすむという利点がある。又、多孔質金属薄膜とＰｄ又
はＰｄ合金からなる薄膜の間に拡散反応防止のバリアー
となるＴｉＮやＡｌ２Ｏ３ 等をコーティングすること
により、高温での使用中の水素透過性の劣化を防止でき
、且つ、合金化処理により水素透過性の大きな健全なＰ
ｄ合金膜を形成することができる。
と強度保持のための複数枚の金網とを積層焼結した金属
多孔体を基材としているため、表面細孔径が小さく、し
かも通気抵抗が小さくできるので、水素分離膜として適
している。又、パイプ曲げ加工や溶接が可能であるので
、耐圧強度の大きい長尺の水素分離膜パイプを製作する
ことが可能である。このように、本発明の水素分離膜は
、設計の自由度が大きく、大型化やモジュール化が容易
となる。さらに、表面細孔が小さいため、薄いＰｄ又は
Ｐｄ合金からなる膜を形成でき、水素透過量の大きい水
素分離膜が製作でき、且つ高価なＰｄの使用量が少なく
てすむという利点がある。又、多孔質金属薄膜とＰｄ又
はＰｄ合金からなる薄膜の間に拡散反応防止のバリアー
となるＴｉＮやＡｌ２Ｏ３ 等をコーティングすること
により、高温での使用中の水素透過性の劣化を防止でき
、且つ、合金化処理により水素透過性の大きな健全なＰ
ｄ合金膜を形成することができる。
【図１】一実施例に係る水素分離膜の断面構造を示す模
式図である。
式図である。
【図２】実施例における水素透過試験結果を示すグラフ
である。
である。
１ Ｐｄ薄膜
２ 多孔質金属薄膜
２ａ 細孔
３ 金網の積層焼結体
４ バリアーコーティング
Claims (2)
- 【請求項１】 最上層の金属不織布の下側に上層から
下層へ向って細孔径が徐々に大きくなるよう複数枚の金
網を積層し焼結した担体の最上層上に、Ｐｄ又はＰｄを
含む合金からなる薄膜を形成してなることを特徴とする
水素分離膜。 - 【請求項２】 請求項１において、Ｐｄ又はＰｄを含
む合金からなる薄膜と、焼結した金属不織布との間にセ
ラミックス層を介在させたことを特徴とする水素分離膜
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11581191A JPH04346824A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 水素分離膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11581191A JPH04346824A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 水素分離膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04346824A true JPH04346824A (ja) | 1992-12-02 |
Family
ID=14671685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11581191A Withdrawn JPH04346824A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 水素分離膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04346824A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002068710A (ja) * | 2000-08-31 | 2002-03-08 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Ｃｏ除去装置とこれを用いた燃料電池発電装置 |
| US6761755B2 (en) | 2002-05-17 | 2004-07-13 | W. C. Heraeus Gmbh & Co. Kg | Composite membrane and production method therefor |
| JP2006520687A (ja) * | 2003-03-21 | 2006-09-14 | ウスター ポリテクニック インスティチュート | 複合ガス分離モジュールを製造する方法 |
| JP2006520686A (ja) * | 2003-03-21 | 2006-09-14 | ウスター ポリテクニック インスティチュート | 中間金属層を有する複合ガス分離モジュール |
| JP2006314875A (ja) * | 2005-05-11 | 2006-11-24 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 水素分離装置 |
| JP2008513339A (ja) * | 2004-09-21 | 2008-05-01 | ウスター ポリテクニック インスティチュート | 水蒸気改質のための反応器および方法 |
| JP2008513338A (ja) * | 2004-09-21 | 2008-05-01 | ウスター ポリテクニック インスティチュート | 膜水蒸気改質器 |
| JP2008513337A (ja) * | 2004-09-21 | 2008-05-01 | ウスター ポリテクニック インスティチュート | 膜増強反応器 |
| JP2008246430A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Nippon Seisen Co Ltd | 水素分離用膜の支持体及びこの支持体を用いた水素分離用モジュール |
| WO2008136236A1 (ja) * | 2007-04-26 | 2008-11-13 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | クラッドフィルター材及びクラッドフィルター材の製造方法 |
| CN102378644A (zh) * | 2009-04-07 | 2012-03-14 | 林德股份公司 | 薄膜管和具有薄膜管的反应器 |
-
1991
- 1991-05-21 JP JP11581191A patent/JPH04346824A/ja not_active Withdrawn
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002068710A (ja) * | 2000-08-31 | 2002-03-08 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Ｃｏ除去装置とこれを用いた燃料電池発電装置 |
| JP4682403B2 (ja) * | 2000-08-31 | 2011-05-11 | 株式会社Ｉｈｉ | Ｃｏ除去装置とこれを用いた燃料電池発電装置 |
| US6761755B2 (en) | 2002-05-17 | 2004-07-13 | W. C. Heraeus Gmbh & Co. Kg | Composite membrane and production method therefor |
| JP2006520687A (ja) * | 2003-03-21 | 2006-09-14 | ウスター ポリテクニック インスティチュート | 複合ガス分離モジュールを製造する方法 |
| JP2006520686A (ja) * | 2003-03-21 | 2006-09-14 | ウスター ポリテクニック インスティチュート | 中間金属層を有する複合ガス分離モジュール |
| JP2008513338A (ja) * | 2004-09-21 | 2008-05-01 | ウスター ポリテクニック インスティチュート | 膜水蒸気改質器 |
| JP2008513339A (ja) * | 2004-09-21 | 2008-05-01 | ウスター ポリテクニック インスティチュート | 水蒸気改質のための反応器および方法 |
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| JP2006314875A (ja) * | 2005-05-11 | 2006-11-24 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 水素分離装置 |
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| WO2008136236A1 (ja) * | 2007-04-26 | 2008-11-13 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | クラッドフィルター材及びクラッドフィルター材の製造方法 |
| JPWO2008136236A1 (ja) * | 2007-04-26 | 2010-07-29 | 三井金属鉱業株式会社 | クラッドフィルター材及びクラッドフィルター材の製造方法 |
| CN102378644A (zh) * | 2009-04-07 | 2012-03-14 | 林德股份公司 | 薄膜管和具有薄膜管的反应器 |
| US8753433B2 (en) | 2009-04-07 | 2014-06-17 | Plansee Se | Membrane tube and reactor having a membrane tube |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980806 |