JPS6097025A - 水素透過壁、その製造方法およびその使用 - Google Patents

水素透過壁、その製造方法およびその使用

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JPS6097025A
JPS6097025A JP59187298A JP18729884A JPS6097025A JP S6097025 A JPS6097025 A JP S6097025A JP 59187298 A JP59187298 A JP 59187298A JP 18729884 A JP18729884 A JP 18729884A JP S6097025 A JPS6097025 A JP S6097025A
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permeable
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metal fabric
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JP59187298A
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ニコラス・イニオタキス
クラウス―ベネデイクト・フオン・デル・デツケン
ウエルネル・フレーリング
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Kernforschungsanlage Juelich GmbH
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高い水素−透過性係数を有する材料、特に白
金をベースとした材料から成りかつ限られた気体透過性
の支持構造を有する、選択的に水素透過性の薄い金属層
の様式の水素−透過壁を製造するだめの方法、この方法
で製造された水素−透過壁およびこの透過壁の使用に関
する。
適当な膜による水素の高い透過能は技術分野において多
様に適用されている。この場合、膜は二つの空間におけ
る隔壁の役をなし、この隔壁は水素にとって可能々限シ
高い程度で透過性である。
第一の例として水素ガスからの不純物の除去が掲げられ
る。浄化されるべき水素流はｐａ或いはｐａ一▲ｇから
成る隔壁の一次側に沿って案内される。透過によシニ次
側ではそこで著しく浄化された水素が生じ、一方不純物
は二次側に留まる。高度の水素−透過流を得るには一他
の作業パラメータおよび材料パラメータ以外にｍ−隔壁
の壁厚が可能な限り薄くなければならない。
他の例は、或る水素同位元素、例えばトリウムを水素同
位元素混合物からのドイツ連邦共和国公開特許公報用３
，　１　２　１，　１　２　５号に記載されている選択
的な或いは非選択的な分離である。
水素同位元素は隔壁を介して透過し、二次側で供給され
た物質と交互作用し合い、この物質と共に導出される。
物質を選択することによって、全部の水素同位元素が導
出されるか、或ｈは特に例えばトリウムのような定まっ
た同位元素のみが導出されることが可能となる。
上記の或いは類似の方法にあって適用される隔壁は、水
素に対して高い透過性を持っていなければならない。こ
の隔壁の材料としては、例えばＮｂ　、　Ｔａ　、　Ｖ
　ＸＰａおよびＺｒ　のような金属水素、また一定のガ
ラスおよび合成物質が該当する。しかし、その際に支配
している環境条件により色々な著しい制約が生じる。こ
れに加えて金属性の材料にあっては水素化物の形成によ
る脆弱化および隔壁表面における例えば金属酸化物の形
の抑制作用を行う被覆層の形成による水素−透過係数の
著しい減退が数えられる。この理由から水素化物形成に
もまた表面酸化に対しても十分々抵抗力を有する白金お
よびその合金が主として使用される。しかし、白金使用
にあって欠点なことは特にその値が高価であシ、かつそ
の適用可能性に限シがあることである。この理由から、
可能な限り薄い膜を形成するよう努力が払われて来た。
機械的な安定性を必要とすることから、達し得る壁厚の
下限は肉薄の管にあって、たとえ内部に補強部材、例え
ばらせんばねが設けられていたとしても（ドイツ連邦共
和国特許第１，　４　６　７，　０　７　９号器Ｗ＠）
、約７０μｍである。
壁厚をｐａ　に関して更に減少させるため、例えば焼結
金属から成る多孔性の担持体が形成される。この担持体
にあっては約１．２μ票以下の厚みの薄いｐａ一層が例
えば蒸着にょシ加工される（米国特許公報用２，　８　
２　４，　６　２　０号および第５、　２　４　１，　
２　９　８号参照）。しかし、粒状物質、例えば金属粒
子から造られた多孔性の担持体の使用の欠点は、その所
望の強度に必要な層厚が約５００μｍ〜１０００μｍと
なることである。この壁厚では全隔壁を介して行われる
効果的な透過速度は著しく低減される。
自由に担持されだＰｄ−管を介する水素の効果的な透過
速度は金属を介する透過進みによって定まるが、他方５
００μｍの厚みの多孔性の担持体と５μｍの厚みのＰｄ
一層の組合せでは本質的に多孔性の相持体内の拡散速度
が効果的な透過速度に対して決定的な役割を演する。
上記の構成によって一定の透過流を得るのに必要な透過
表面およびこれに伴ってｐａの必要量が定まるので、Ｐ
ｄ一層の厚みが僅かである−と云う利点は極めて感動率
でしか創用されない。
こう云ったことから本発明の課題は、十分な安定性を備
える傍ら水素に対して可能な限り高い透過性を有する水
素−透過壁を造ることである。
この課題は冒頭に記載した様式の水素−透過壁にあって
、薄い層を形成するため微細なメツシュの金属織物上に
電解により水素透過性の金属を析離させることによって
解決される。
このような水素−透過性壁にあっては、機械的な強度は
微細なメツシュの金属織物の強度によって定まる。この
金属織物は一方では良好に気体透過性であり、そのメツ
シュは他方では、極めて薄す金属層でもその「たわみ」
が阻止される程度に微細である水素透過性の金属層の電
解的々析離により、織物の剛性が得られ、加えて色々な
様式の実施形を構成する可能性が得られる。
金属織物上に直接層盛りすることによって、開口もしく
はメツシュの「増大」が達せられ、この増大にあって水
素透過を容易にする極めて薄い層厚の中央領域が生成す
る。
特に、高い水素透過性を有する白金或いは白金／銀或い
は他の白金合金から造られた薄い金属層は特に少くとも
メツシュ幅の約半分に相当する厚みを備えてお）、−選
択された金属織物のメツシュ幅に応じて一１〜２０μｍ
１特に２〜１０μｍの領埴内にある。もちろん、より大
きな層厚の構成は不都合である。したがって市販で手に
入る金属布のメツシュ幅と一致させて約１５μ情までの
層析離を行うのが良い。
以下に添付図面に図示した実施形につき本発明を詳説す
る。
金属織物のたて糸１は例えば５０〜８０μ溝の太さ、よ
こ糸２は２０〜５０μ常の太さを有している。電解によ
って析離された金属層は線５により概略図示されている
。
電解による析離の除屑は一つの金属のみならず、多数の
金属、特に合金から、二つ或いは多数の金属を同時に合
金の形で或いは順次相重なる層として析離させ、これを
場合によっては最後に焼戻しして所望の合金に変換する
ようにして造ることができる。
金属織物を直接電解により積層することにより開口もし
くはメツシュの増大によってかつ場合によっては粗面化
された表面形成の下に層が形成されるが−この場合選択
的に水素透過性の金属層の最小限可能な層厚は析離によ
って上に張られるメツシュ幅に依存するー、一方力法を
変えて場合によっては取はがし可能な導電性の材料、例
えばコロイド状の溶液を盛られた導電銀により格子隙間
を予め充すことにより、電解による析離が面全体にわた
って実際に一様に行われるように配慮することができる
。
メツシュを上面に張るコロイド状の溶液から成るこのよ
うな肉盛りは特に、形成されるべき透過層の所望の合金
成分である金属、例えば白金−銀一層を形成するだめの
銀を用いて行われる。この場合も最終的な焼戻しによっ
て合金の形成を行うことができる。
しかし、コロイド状の溶液から形成される予備積層を所
望の透過層を電解により形成した後再び取除くことがで
きる。
選択的に水素透過性の層を電解により造ることは、壁の
機械的な剛性と透過層の比較的薄い形成を可能にする以
外に自体品質の悪い金属織物を品質良好にすることに、
および腐食に対して保護を形成することを可能にする。
同時に、金属織物の表面拡大によっても水素を含有して
いる気体の色々な成分に対する吸着、或いは吸収による
作用に関して同様な効果を達することができる。
電解的析離によって形成される比較的薄い透過層は特に
他の金属織物を表面上に肉盛シすることによシネ細物の
作用および機械的な応力に対して保護される。電解によ
る、したがって実際に二つの金属織物間に生じる層のこ
のような他の被覆によって、更に加工の改善が達せられ
る。なぜなら例えば（ここで四枚の金属織物並び二つの
電解層によって形成される）重複部における溶接が可能
になる。この溶接は他の場合はあまりにも層の厚みが薄
いので十分には達することは不可能である。
透過面の高い立体的な濃度は膨張によって達せられ、し
たがって単位容量当り水素透過にとって多くの壁表面が
得られる。
更に、膨張によって透過壁の機械的な安定性の増大が達
せられる。場合によっては、排除体としても形成できる
附加的な粗大な担持機構を設けることができる。
上記の透過壁をドイツ連邦共和国公開特許公報第Ａ　１
２　ｔ　１２５号による方法−この方法によシ例えばト
リウムがヘリウムで働く反応冷却循環系から水素透過性
の壁を介しての透過し、壁後方での水素を吸収する材料
との反応によって除去される−における選択的なトリウ
ムフィルタとして使用した場合本発明により他の若干の
利点、即ち水素透過性の層が金゛属織物により両側で、
−次ガス中に含まれている分裂生成物−例えばヨード−
に対して、金属織物の表面が吸着材として働くので、保
護されると云う利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による電解により析離形成さ１−・・・
・・・たて糸 ２−・・・・・・・よこ糸 ３・・・・−・・・線 代理人　江　崎　光　好 代理人　江　崎　光　史 第１頁の続き ０発　明　者　クラウスーベネデイク　ドイト・フォノ
・デル・デ　トー ツケン ０発　明　者　ウェルネル・フレーリ　ドイング　３８ ソ連邦共和国、アーヒエン、フオンーデルーロイモンス
トラーセ、３４

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、　高い水素−透過性係数を有する材料、特に白金を
    ベースとした材料から成シかつ限られた気体透過性の支
    持構造を有する、選択的に水素透過性の薄い金属層の様
    式の水素−透過壁を製造するための方法において、薄い
    層を形成するためにメツシュの微細な金属織物上に電解
    により水素透過性の金属を析離させることを特徴とする
    、上記方法。 ２、単独で或いは合金として水素透過性である二つ或い
    は多数の金属を同時に或いは相前後して析離させる、前
    記特許請求の範囲第１項に記載の方法。 入　金属織物上にコロイド状の溶液から成る層を電解成
    層する以前に、金属が特に形成されるべき透過層の所望
    の合金成分である金属層を肉盛りする、前記特許請求の
    範囲第１項或いは第２項に記載の方法。 ４、　コロイド状の溶液から形成された予備層を電解析
    離後全体成いは部分的に再び除去する、前記特許請求の
    範囲第４項に記載の方法。 ５、　電解により析離された金属織物を調温する、前記
    特許請求の範囲第２項或いは第３項に記載の方法。 ６　水素透過性の金目をメツシュ幅の少くともほぼ半分
    に相当する厚みで電解析離させる、前記特許請求の範囲
    第１項、第２項或いは第５項のいずれかに記載の方法。 ｌ　電解層上に他の金属織物を特徴する特許請求の範囲
    第１項から第６項までのうちのいずれか一つに記載の方
    法。 ａ　金属織物の様式であって、この金属織物に耐着して
    いてかつ少くとも部分的に電解析離により造られた選択
    的に水素透過性の層を備えた水素透過壁。 ９　選択的に水素透過性の金属層上に他の金属織物を備
    えてｂる前記特許請求の範囲第８項に記載の水素透過性
    壁。 １０　膨張部および／又は附加的な場合によっては排除
    体として働く相持機構を有する、前記特許請求の範囲第
    ８項或いは第９項に記載の水素透過壁。 １１、ｉＪウムを反応気体から戸別するのに使用するこ
    とを特徴とする特許 ８項から第１０項までのうちのいずれか一つに記載の水
    素透過性壁の使用。
JP59187298A 1983-09-08 1984-09-08 水素透過壁、その製造方法およびその使用 Pending JPS6097025A (ja)

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