KR20090116564A - Hydrogen separation composite membrane, method of manufacturing for hydrogen separation composite membrane - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A composite membrane for hydrogen separation and a method of manufacturing the same are provided to maintain a shape of the hydrogen separating layer stably. CONSTITUTION: A composite membrane for hydrogen separation includes a hydrogen separating layer(130), a metal support layer(120), and a reinforcement device(110). The hydrogen separating layer transmits hydrogen from source gas, and the metal support layer supports the hydrogen separating layer. The reinforcement device has a structure body connected to a frame(100). The hydrogen separating layer deposits palladium on the supporting layer, and formed by depositing copper, argentums or nickel.

Description

수소 분리용 복합막 및 수소 분리용 복합막 제조방법{Hydrogen separation composite membrane, method of manufacturing for hydrogen separation composite membrane} Hydrogen separation composite membrane, method of manufacturing for hydrogen separation composite membrane

본 발명은 수소 분리용 복합막 및 수소 분리용 복합막 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소스 가스에서 수소를 분리하는 수소 분리용 복합막 및 수소 분리용 복합막 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a composite membrane for separating hydrogen and a composite membrane for separating hydrogen, and more particularly, to a method for preparing a composite membrane for separating hydrogen and a composite membrane for separating hydrogen from a source gas.

최근 연료전지의 기술이 발전하고 많은 연구가 이루어짐에 따라 연료전지의 원료인 수소가스를 제조하기 위한 연구 또한 많이 진행되고 있다. 수소 제조를 위한 여러 기술 중에서 물에서 태양광을 이용한 수소가스의 분리, 물의 전기분해, 지하 대륙간 층에 존재하는 메탄가스로부터 수소가스의 분리하는 방법이 있는데, 이러한 방법은 수소 분리를 위한 장치의 구성 및 경량화에 어려운 단점이 있다. Recently, with the development of fuel cell technology and many studies, many researches for producing hydrogen gas, which is a raw material of a fuel cell, have also been conducted. Among the technologies for producing hydrogen, there is a method of separating hydrogen gas from water using solar light, electrolysis of water, and separation of hydrogen gas from methane gas present in the underground intercontinental layer. And it is difficult to reduce the weight.

반면에 기체 분리용 분리막을 이용한 수소분리방법이 있는데, 이 방법은 고온에서의 내화학성 및 구조적 안정성이 뛰어나므로 수소분리, 고온 또는 고압공정 등에 적합한 분리 방법이다. 기체 분리용 수소 분리층은 다공성막, 비다공성막, 복합막으로 나눌 수 있다. On the other hand, there is a hydrogen separation method using a gas separation membrane, and this method is suitable for hydrogen separation, high temperature or high pressure process because it has excellent chemical resistance and structural stability at high temperature. The hydrogen separation layer for gas separation may be divided into a porous membrane, a nonporous membrane, and a composite membrane.

다공성막은 알루미나, 다공성 유리 등과 같은 분리막으로 이 경우에는 주로 Kundsen 확산기구에 의해 기체가 이동하도록 한다. 비다공성막은 팔라듐막(Palladium layer)과 같이 기체분자가 금속 격자 사이를 원자상태로 통과한 후 재결합하는 방법으로 기체를 분리하는 막이다. 그리고 복합막은 다공성 막을 지지체로 하고 지지체의 기공 사이를 금속성분으로 채워 매우거나, 다공성막에 얇은 비다공성막을 코팅시켜 다공성과 비다공성의 장점을 동시에 갖도록 하는 것이다. The porous membrane is a separator such as alumina, porous glass, etc. In this case, the gas is mainly moved by the Kundsen diffusion mechanism. A non-porous membrane is a membrane that separates gas by recombining gas molecules after they pass through the metal lattice in an atomic state, such as a palladium layer. The composite membrane is a porous membrane as a support and fills the pores of the support with a metal component, or a thin nonporous membrane is coated on the porous membrane to simultaneously have advantages of porosity and nonporosity.

이러한 기체 분리용 분리막을 이용하는 수소분리방법은 외부와 차단된 챔버 내부에 수소 분리모듈을 설치하여 수소 분리를 수행한다. 한편, 수소 분리층은 매우 박막이고, 소스 가스는 상대적으로 고압으로 수소 분리층 표면에 제공된다. 따라서 수소분리막을 보강 지지하기 위하여 별도의 지지체가 필요하다. 그런데 수소 분리층이 대면적화 되는 경우 지지체가 충분히 수소 분리층의 형상을 유지하도록 지지하여야 하는데, 일반적인 다공성 금속 지지체로는 대면적화 된 수소 분리층을 지지하는 것에 한계가 있다. The hydrogen separation method using the gas separation membrane performs hydrogen separation by installing a hydrogen separation module inside the chamber that is blocked from the outside. On the other hand, the hydrogen separation layer is very thin and the source gas is provided on the surface of the hydrogen separation layer at a relatively high pressure. Therefore, a separate support is required to reinforce and support the hydrogen separation membrane. However, when the hydrogen separation layer has a large area, the support should be sufficiently maintained to maintain the shape of the hydrogen separation layer. As a general porous metal support, there is a limit to supporting the large area hydrogen separation layer.

본 발명은 수소 분리층을 지지하는 지지체에 허니콤 구조를 가지는 보강체를 포함시키도록 한 수소 분리용 복합막 및 수소 분리용 복합막 제조방법을 제공하기 위한 것이다. The present invention is to provide a hydrogen separation composite membrane and a hydrogen separation composite membrane manufacturing method to include a reinforcement having a honeycomb structure in the support for supporting the hydrogen separation layer.

수소 분리용 복합막은 소스 가스에서 수소를 선택적으로 투과시키는 수소 분리층, 상기 수소 분리층의 일면에 결합되어 상기 수소 분리층을 지지하는 금속으로 된 지지층, 상기 금속 지지체에 결합되며 다수의 다각 벽체 구조로 된 보강체를 구비한다.The composite membrane for separating hydrogen is a hydrogen separation layer for selectively permeating hydrogen from a source gas, a support layer made of a metal bonded to one surface of the hydrogen separation layer to support the hydrogen separation layer, and a plurality of polygonal wall structures bonded to the metal support. A reinforcement body is provided.

상기 보강체의 다각 벽체 구조는 허니컴(Honeycomb)구조일 수 있다.The polygonal wall structure of the reinforcement may be a honeycomb structure.

상시 수소 분리층은 팔라듐(palladium)과 상기 팔라듐 상에 카파(copper), 아르겐튬(argentum), 니켈(nickel)중의 어느 하나가 증착된 것일 수 있다.The hydrogen separation layer is always palladium (palladium) and any one of the kapper (copper), argentium (nickel), nickel (nickel) is deposited on the palladium.

상기 지지층은 니켈 파우더를 압축 성형한 것일 수 있다.The support layer may be a compression molding of nickel powder.

상기 보강체는 니켈, 알루미늄, 티타늄 또는 아르겐튬 중의 어느 하나로 될 수 있다.The reinforcement may be one of nickel, aluminum, titanium, or argenium.

수소 분리용 복합막 제조방법은 다수의 다각 벽체 구조로 된 보강체를 형성하고, 상기 보강체 상에 금속 파우더를 압축 성형한 금속 지지층을 결합시키고, 상기 금속 지지층 상에 소스가스에서 수소를 선택적으로 투과시키는 수소 분리층을 형성한다.In the method of manufacturing a composite membrane for hydrogen separation, a reinforcement having a plurality of polygonal wall structures is formed, a metal support layer formed by compression-molding metal powder is bonded on the reinforcement, and hydrogen is selectively selected from the source gas on the metal support layer. A hydrogen separation layer for permeation is formed.

상기 보강체의 다각 벽체 구조는 허니컴(Honeycomb)구조일 수 있다.The polygonal wall structure of the reinforcement may be a honeycomb structure.

상기 금속 지지층 상에 플라즈마 표면처리 후에 상기 수소 분리층을 증착할 수 있다.The hydrogen separation layer may be deposited after the plasma surface treatment on the metal support layer.

상시 수소 분리층은 팔라듐(palladium)과 상기 팔라듐 상에 카파(copper), 아르겐튬(argentum), 니켈(nickel)중의 어느 하나가 증착된 것일 수 있다.The hydrogen separation layer is always palladium (palladium) and any one of the kapper (copper), argentium (nickel), nickel (nickel) is deposited on the palladium.

상기 지지층은 니켈 파우더를 압축 성형한 것일 수 있다.The support layer may be a compression molding of nickel powder.

상기 보강체는 니켈, 알루미늄, 티타늄 또는 아르겐튬 중의 어느 하나로 될 수 있다.The reinforcement may be one of nickel, aluminum, titanium, or argenium.

본 실시예에 따른 수소 분리용 복합막 및 수소 분리용 복합막 제조방법은 수소의 분리시 수소 분리층 측으로 가해지는 압력에 의하여 수소 분리용 복합막에 크랙 및 휨 등이 발생하는 것을 방지하여 효과적인 수소 분리 공정이 지속적으로 진행될 수 있도록 하고, 또한 수소 분리용 복합막이 대면적화 되는 경우에도 수소 분리막의 안정적인 형상 유지 및 동작이 가능하도록 하는 효과가 있다.Hydrogen separation composite membrane and hydrogen separation composite membrane manufacturing method according to this embodiment is effective to prevent the occurrence of cracks and warpage in the hydrogen separation composite membrane due to the pressure applied to the hydrogen separation layer side when the hydrogen separation is effective hydrogen The separation process can be continuously carried out, and there is an effect to enable stable shape maintenance and operation of the hydrogen separation membrane even when the hydrogen separation composite membrane becomes large in area.

도 1은 본 실시예에 따른 수소분리용 복합막을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 실시예에 따른 수소 분리용 복합막에 포함되는 보강체를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view illustrating a hydrogen separation composite membrane according to the present embodiment, and FIG. 2 is a perspective view illustrating a reinforcement body included in the hydrogen separation composite membrane according to the present embodiment.

본 실시예에 따른 수소 분리용 복합막은 소스가스에서 수소를 선택적으로 투과시키는 수소 분리층(130)과, 수소 분리층(130)의 일면에 결합되어 상기 수소 분리층(130)을 지지하는 금속으로 된 지지층(120)과, 프레임(100)에에 결합되는 다각 벽체 구조로 된 보강체(110)를 구비한다.The composite membrane for separating hydrogen according to the present embodiment is a hydrogen separation layer 130 that selectively permeates hydrogen from a source gas and a metal that is bonded to one surface of the hydrogen separation layer 130 to support the hydrogen separation layer 130. And a reinforcement body 110 having a polygonal wall structure coupled to the frame 100.

수소 분리층(130)은 지지층(120) 상에 증착된 팔라듐(palladium)과 이 팔라듐 상에 카파(copper), 아르겐튬(argentum), 니켈(nickel)중의 어느 하나가 증착되어 형성된다. 지지층(120)은 니켈 파우더를 압축 성형하여 형성된 것이다. 보강체(110)은 니켈(nickel), 알루미늄(aluminum), 티타늄(titanium) 또는 아르겐튬(argentum) 중 어느 하나를 이용하여 다각 벽체 구조로 형성된다. 보강체(110)는 원형 고리 형상의 테두리(111)와 이 테두리에 결합되어 보강체(110)의 중심부분으로 연장된 지지빔(112)을 구비하고, 각각의 지지빔들 사이에 허니콤 구조의 다각 벽체(113)가 형성된다.The hydrogen separation layer 130 is formed by depositing palladium on the support layer 120 and any one of kapper, argentum, and nickel on the palladium. The support layer 120 is formed by compression molding nickel powder. The reinforcement 110 is formed in a polygonal wall structure using any one of nickel, aluminum, titanium, and argentum. The reinforcement 110 has a circular annular rim 111 and a support beam 112 coupled to the rim and extending to the central portion of the reinforcement 110, and having a honeycomb structure between the respective support beams. The polygonal wall 113 of is formed.

본 실시예에서 이 보강체(110)의 다각 벽체 구조는 허니콤 구조(honeycomb structure)로 형성하였지만, 그러나 다른 실시예로 다수개의 원형 고리 형태, 균등 벽체 크기를 가지는 삼각, 사각, 오각, 또는 칠각 이상의 다각 벽체로도 실시할 수 있다.In this embodiment, the polygonal wall structure of the reinforcement 110 is formed of a honeycomb structure, but in another embodiment, a triangular, square, pentagonal, or heptagon having a plurality of circular annular shapes, even wall sizes. The above-mentioned polygonal wall can also be implemented.

그리고 수소 분리용 복합막의 사용을 위하여 이 수소 분리용 복합막의 외곽을 지지하기 위하여 프레임(100)을 구비한다. 프레임(100)은 원통형상으로 형성되고, 내면에 지지턱(101)을 구비한다. 수소 분리용 복합막은 허니콤 구조의 보강체(110)의 테두리가 지지턱(101) 상에 지지되어 프레임(100)에 설치된다. 그리고 보강체(110) 상에 차례로 지지층(120)과 수소 분리층(130)이 위치한다.And a frame 100 is provided to support the periphery of this hydrogen separation composite membrane for use of the hydrogen separation composite membrane. Frame 100 is formed in a cylindrical shape, and has a support jaw 101 on the inner surface. In the composite membrane for hydrogen separation, the edge of the reinforcement body 110 of the honeycomb structure is supported on the support jaw 101 and installed on the frame 100. The support layer 120 and the hydrogen separation layer 130 are sequentially positioned on the reinforcement 110.

수소 분리용 복합막의 제조 방법은 먼저 보강체(110)를 니켈, 알루미늄, 티타늄 또는 아르겐튬 중의 어느 하나를 이용하여 허니콤 구조로 형성한다. 이들 금속을 이용한 허니콤 구조의 보강체(110)의 형성방법은 알루미늄, 티타늄 또는 아르 겐튬 중의 어느 하나로 된 금속을 허니콤 형상의 금형을 이용하여 압축 성형, 소결 성형 등의 방법으로 제조할 수 있다. In the method for manufacturing a hydrogen separation composite membrane, first, the reinforcement 110 is formed in a honeycomb structure by using any one of nickel, aluminum, titanium, and argenium. The method for forming the honeycomb reinforcement body 110 using these metals can be made of a metal made of any one of aluminum, titanium, and argenium by a compression molding, a sintering molding, or the like using a honeycomb mold. .

그리고 제조된 보강체(110)은 사용을 위하여 프레임(100)의 지지턱(101)에 테두리부분이 안착되고, 프레임(100)의 테두리와 보강체(110)은 결합제에 의하여 결합될 수 있다.In addition, the manufactured reinforcement 110 may be mounted on the support jaw 101 of the frame 100 for use, and the edge of the frame 100 and the reinforcement 110 may be coupled by a binder.

한편, 수소 분리층(130)과 지지층(120)은 별도의 공정을 이용하여 제조한다. 먼저 지지층(120)은 니켈 파우더(nickel powder)를 압축 성형하여 제조한다. 지지층(120)은 5 - 9 μm 크기의 니켈 파우더를 프레스기를 사용하여 디스크형태로 압축 성형하여 제조한다. 압축 성형된 니켈 지지층(120)은 이후 산화방지를 위한 환원 분위기에서 500 ~ 700℃ 로 수 시간 동안 소결하여 열적 안정성 및 기계적 강도를 강화시키도록 한다.Meanwhile, the hydrogen separation layer 130 and the support layer 120 are manufactured using a separate process. First, the support layer 120 is manufactured by compression molding nickel powder. The support layer 120 is manufactured by compression molding nickel powder having a size of 5-9 μm into a disk form using a press machine. The compression molded nickel support layer 120 is then sintered at 500 to 700 ° C. for several hours in a reducing atmosphere for oxidation prevention to enhance thermal stability and mechanical strength.

그리고 지지층(120) 상에 수소 분리층(130)을 형성하기 전에 지지층(120) 표면에 기공의 매립을 위한 니켈 도금 또는 니켈 증착을 수행할 수 있다. 그리고 지지층(120)과 이후에 형성되는 수소 분리층(130)의 형성 전에 지지층(120) 표면에 대한 전처리를 수행한다. 전처리는 수소 분리층(130)과 지지층(120)과의 접합력 향상과 지지층(120) 표면에 대한 불순물 제거를 위한 공정이다. In addition, before the hydrogen separation layer 130 is formed on the support layer 120, nickel plating or nickel deposition may be performed to fill pores on the surface of the support layer 120. Then, pretreatment of the surface of the support layer 120 is performed before the formation of the support layer 120 and the hydrogen separation layer 130 formed thereafter. The pretreatment is a process for improving adhesion between the hydrogen separation layer 130 and the support layer 120 and removing impurities on the surface of the support layer 120.

전처리는 플라즈마 표면 처리로 수행할 수 있고, 또는 습식 산 처리로도 실시할 수 있다. 그러나 플라즈마 표면 처리는 습식 산 처리에 비하여 이차 불순물 발생 및 지지층(120)의 침식을 방지할 수 있으므로 보다 양호한 전처리 결과를 얻을 수 있다. 플라즈마 표면처리는 수소가스를 사용하여 10 m torr 공정압력과 RF 100W의 파워로 3 ~ 8분간 실시함으로 수행된다. The pretreatment can be carried out by plasma surface treatment, or can also be carried out by wet acid treatment. However, plasma surface treatment can prevent secondary impurity generation and erosion of the support layer 120 as compared to the wet acid treatment, thereby obtaining better pretreatment results. Plasma surface treatment is performed by using hydrogen gas for 3 to 8 minutes at 10 m torr process pressure and RF 100W power.

이후 수소 분리층(130)을 지지층(120) 상에 형성한다. 본 실시예에서 수소 분리층(130)은 팔라듐과 구리 합금이 스퍼터링(sputtering)으로 형성된다. 스퍼터링을 위하여 스퍼터를 이용하여 DC 40 W의 파워, 아르곤가스 20 sccm, 공정압력 5×10-2torr, 기판온도 400 ℃에서 팔라듐을 2 ~ 6 μm의 두께로 코팅하고, 연속적으로 코팅된 팔라듐 위에 카파를 20W의 파워로 0.3 ~ 0.7 μm 두께로 코팅한다.Thereafter, the hydrogen separation layer 130 is formed on the support layer 120. In the present embodiment, the hydrogen separation layer 130 is formed of sputtering with palladium and a copper alloy. For sputtering, palladium is coated with a thickness of 2 to 6 μm at a power of 40 W DC, 20 sccm of argon gas, 5 × 10 -2 torr of process pressure, and 400 ° C of substrate temperature. Kappa is coated with a thickness of 0.3-0.7 μm with a power of 20 W.

이와 같이 제조된 지지층(120)과 수소 분리층(130)은 이후 보강체(110) 상으로 옮겨져 안착된다. 보강체(110)과 분리층(130)이 형성된 지지층(120)의 결합은 보강체(110)의 표면에 금속 결합제를 도포하여 결합시킬 수 있고, 또는 지지층(120)과 보강체(110)를 밀접하게 한 후 초음파 융착으로 금속간 결합이 이루어지도록 할 수 있다.The support layer 120 and the hydrogen separation layer 130 manufactured as described above are then transferred onto the reinforcement 110 and seated thereon. Coupling of the reinforcement 110 and the support layer 120 in which the separation layer 130 is formed may be bonded by applying a metal binder to the surface of the reinforcement 110, or the support layer 120 and the reinforcement 110 may be bonded to each other. After closely bonding, ultrasonic bonding may be performed to bond between metals.

이상과 같은 본 실시예에 따른 수소 분리용 복합막의 사용은 내부가 이등분된 챔버 내부의 이등분되어 분리된 경계 위치에 소수 분리용 복합막을 위치시키고, 챔버의 일측, 즉 수소 분리층(130)이 노출된 측으로 소스 가스를 고압으로 공급한다.The use of the hydrogen separation composite membrane according to the present embodiment as described above locates the hydrophobic separation composite membrane at a boundary position separated into two halves of the inside of the chamber in which the interior is divided into two parts, that is, the hydrogen separation layer 130 is exposed. The source gas at high pressure.

그리고 보강체(110)가 위치한 챔버의 다른 영역으로는 펌프를 결합시켜 분리된 수소의 수거를 진행한다. 이에 따라 소스 가스 공급부분과 수소 수집 영역사이의 압력차이로 수소 분리용 복합막의 수소 분리층(130)이 위치한 측으로는 부터 상당한 압력이 수소 분리용 복합막에 가해진다. Then, the pump is coupled to another region of the chamber in which the reinforcement 110 is located to collect the separated hydrogen. Accordingly, due to the pressure difference between the source gas supply portion and the hydrogen collection region, considerable pressure is applied to the hydrogen separation composite membrane from the side where the hydrogen separation layer 130 of the hydrogen separation composite membrane is located.

이러한 공정 수행중의 압력에 대하여 본 실시예의 수소 분리용 복합막은 지지층(120)뿐만 아니라 보강체(110)가 이때의 압력을 보강 지지하므로 수소 분리용 복합막의 크랙 및 휨 등에 의한 파손이 발생하는 것을 방지하고, 효과적인 수소 분리 공정이 진행되도록 한다. 또한 수소 분리용 복합막이 3 ~ 6 인치(inch) 크기로 대면적화 되는 경우에도 수소 분리용 복합막의 안정적인 형상 유지 및 동작이 가능하도록 한다.With respect to the pressure during this process, the hydrogen separation composite membrane of this embodiment not only supports the support layer 120 but also the reinforcement 110 supports the pressure at this time, so that the damage caused by cracking and bending of the hydrogen separation composite membrane occurs. Prevent and allow an effective hydrogen separation process to proceed. In addition, even when the hydrogen separation composite membrane is 3 to 6 inches (large) in size, it is possible to maintain stable operation and operation of the hydrogen separation composite membrane.

도 1은 본 실시예에 따른 수소분리용 복합막을 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a hydrogen separation composite membrane according to the present embodiment.

도 2는 본 실시예에 따른 수소 분리용 복합막에 포함되는 보강체를 도시한 사시도이다.2 is a perspective view showing a reinforcing body included in the composite membrane for hydrogen separation according to the present embodiment.

Claims (11)

소스가스에서 수소를 선택적으로 투과시키는 수소 분리층;A hydrogen separation layer for selectively permeating hydrogen in the source gas; 상기 수소 분리층의 일면에 결합되어 상기 수소 분리층을 지지하는 금속으로 된 지지층; A support layer made of a metal bonded to one surface of the hydrogen separation layer to support the hydrogen separation layer; 상기 금속 지지체에 결합되며 벽체 구조로 된 보강체를 구비하는 것을 특징으로 하는 수소분리용 복합막.A composite membrane for hydrogen separation, comprising a reinforcement having a wall structure coupled to the metal support. 제 1항에 있어서, 상기 보강체의 다각 벽체 구조는 허니컴(Honeycomb)구조인 것을 특징으로 하는 수소 분리용 복합막. The composite membrane for hydrogen separation according to claim 1, wherein the polygonal wall structure of the reinforcing body has a honeycomb structure. 제 1항에 있어서, 상시 수소 분리층은 팔라듐(palladium)과 상기 팔라듐 상에 카파(copper), 아르겐튬(argentum), 니켈(nickel)중의 어느 하나가 증착된 것을 특징으로 하는 수소 분리용 복합막. The hydrogen separation layer of claim 1, wherein the hydrogen separation layer is palladium and any one of copper, argentum, and nickel is deposited on the palladium. . 제 1항에 있어서, 상기 지지층은 니켈 파우더를 압축 성형한 것인 것을 특징으로 하는 수소 분리용 복합막.The composite membrane for hydrogen separation according to claim 1, wherein the support layer is compression molded of nickel powder. 제 1항에 있어서, 상기 보강체는 니켈, 알루미늄, 티타늄 또는 아르겐튬 중의 어느 하나로 된 것을 특징으로 하는 수소 분리용 복합막.The composite membrane for hydrogen separation according to claim 1, wherein the reinforcing body is made of any one of nickel, aluminum, titanium, and argenium. 벽체 구조로 된 보강체를 형성하고,To form a reinforcement of wall structure, 상기 보강체 상에 금속 파우더를 압축 성형한 금속 지지층을 결합시키고, Bonding a metal support layer compression-molded with a metal powder on the reinforcement; 상기 금속 지지층 상에 소스가스에서 수소를 선택적으로 투과시키는 수소 분리층을 형성하는 것을 특징으로 하는 수소 분리용 복합막 제조방법.Forming a hydrogen separation layer for selectively permeating hydrogen from the source gas on the metal support layer. 제 6항에 있어서, 상기 보강체의 다각 벽체 구조는 허니컴(Honeycomb)구조인 것을 특징으로 하는 수소 분리용 복합막 제조방법.7. The method of claim 6, wherein the polygonal wall structure of the reinforcement is a honeycomb structure. 제 6항에 있어서, 상기 금속 지지층 상에 플라즈마 표면처리 후에 상기 수소 분리층을 증착하는 것을 특징으로 하는 수소 분리용 복합막 제조방법.The method of claim 6, wherein the hydrogen separation layer is deposited after plasma surface treatment on the metal support layer. 제 6항에 있어서, 상시 수소 분리층은 팔라듐(palladium)과 상기 팔라듐 상에 카파(copper), 아르겐튬(argentum), 니켈(nickel)중의 어느 하나가 증착된 것을 특징으로 하는 수소 분리용 복합막 제조방법. 7. The hydrogen separation composite of claim 6, wherein the hydrogen separation layer is palladium or any one of copper, argentum and nickel deposited on the palladium. Manufacturing method. 제 6항에 있어서, 상기 지지층은 니켈 파우더를 압축 성형한 것인 것을 특징으로 하는 수소 분리용 복합막 제조방법.7. The method of claim 6, wherein the support layer is formed by compression molding nickel powder. 제 6항에 있어서, 상기 보강체는 니켈, 알루미늄, 티타늄 또는 아르겐튬 중의 어느 하나로 된 것을 특징으로 하는 수소 분리용 복합막 제조방법.7. The method of claim 6, wherein the reinforcement is made of any one of nickel, aluminum, titanium, and argenium.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101250558B1 (en) * 2011-01-03 2013-04-03 한국에너지기술연구원 Membrane module for Hydrogen Purification
IT202200007241A1 (en) * 2022-04-12 2023-10-12 Saati Spa REINFORCED DIAPHRAGM VENTILATION ELEMENT, PARTICULARLY FOR THE PROTECTION OF MEMS DEVICES, AND SHAPED COMPONENT MADE WITH THIS VENTILATION ELEMENT

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101250558B1 (en) * 2011-01-03 2013-04-03 한국에너지기술연구원 Membrane module for Hydrogen Purification
IT202200007241A1 (en) * 2022-04-12 2023-10-12 Saati Spa REINFORCED DIAPHRAGM VENTILATION ELEMENT, PARTICULARLY FOR THE PROTECTION OF MEMS DEVICES, AND SHAPED COMPONENT MADE WITH THIS VENTILATION ELEMENT
WO2023199204A1 (en) 2022-04-12 2023-10-19 Saati S.P.A. Venting reinforced membrane, especially intended for the protection of mems packages, manufacturing method thereof and die cut part made with such venting membrane

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