2012年研究カタログ
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■ 研究担当:原重樹 ■ 環境化学技術研究部門 膜分離プロセスグループ■ 連携担当:北本大 金属膜を用いた水素分離・精製技術研究のポイント研究のねらい研究内容連携可能な技術・知財 ●水素はパラジウム(Pd)からできた穴のない金属膜を通り抜けることができます ●希少で高価なPdの使用量低減のため、薄膜化や代替材料開発に取り組んでいます ●箔状金属膜を用いた水素精製モジュールおよびシステムも開発中 エネルギー貯蔵・輸送の観点から水素の利用に期待が集まっています。水素は燃料電池を用いて高効率に電力に変換することができます。しかし、そのためには水素を効率よく製造・精製する技術が必要です。 白金族金属の一つであるPdからなる箔は水素のみを選択的に透過させることから、水素の分離・精製に用いることができます。しかも、深冷分離法や吸着法に比べて精製のエネルギー効率が高いという特長があります。こうした金属膜の社会普及を目指し、Pd使用量の低減のために薄膜化や代替材料開発に取り組んでいます。 平らな支持体の上にPdをメッキし、メッキしたPdをうまく剥離させる工夫をすることで、厚さ10μm以下で欠陥のないPd箔を作製することに成功しました(右上図)。金属箔は通常圧延で生産しますが、これだけ薄い箔を歩留まり良く作製するのは困難です。また、Pdを一切用いない金属膜として、ジルコニウム-ニッケル系アモルファス合金膜を開発しました。 また、このように薄い金属箔を多数用いた水素精製モジュールおよびシステムの開発にも取り組んでいます(右下図)。●金属膜の特性を正確に評価し、解析する技術●Pdの薄膜化技術●水素透過性アモルファス合金膜の開発●金属膜のモジュール化・システム化技術●その他、気体分離膜に関わる技術● 特許出願情報2008-034718 (2008/02/15)「水素分離用フィルム状自立金属薄膜およびその製造方法」● 特許出願情報2010-277869 (2010/12/14)「水素分離装置」メッキ法で作製した欠陥のないPd箔(厚さ10μm)Pd箔を用いた水素精製装置の試作機● 研究拠点つくば中央30環境・エネルギー分野第5会場E-15E-15

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