パラジウム膜 | 環境適応物質学研究室

パラジウム（Pd）は、多量の水素を吸蔵する金属として知られており、薄膜化することによって水素分離膜として利用できます。 Pd膜の水素透過原理は溶解拡散機構であり、Pd表面で水素の解離および再結合が行なわれることから、混合気体から水素のみを選択的に分離することができます（図）。
Pd膜の製造には、実用に耐えうる機械的強度と高い水素透過性を付与するため、多孔質アルミナ支持体上にPdの薄膜を形成させる方法があります。このような薄膜型Pd膜は高い水素透過性が得られるものの、①熱応力に起因するピンホールの発生、②水素脆化に伴う球状剥離、③触媒金属との合金化による貫通孔の形成、 ④飛翔物によるPd層の破壊が生じるなど、いくつか課題点があります。

■　細孔内充填型パラジウム膜

当研究室では、これまでに多孔質アルミナ支持体細孔内にPdを充填した水素分離膜の作製に成功しました（図）。このような膜構造にすることによって、前述の課題点を抑制する効果を期待しています。現在、アンモニアの脱水素を想定した模擬ガスに対して、細孔内充填型Pd膜の水素分離性能の評価に取り組んでいます。当研究室で調製したPd膜は、高水準な水素選択性および水素透過性を示しており、大型化およびメンブレンリアクターへの適応を視野に入れて研究に取り組んでいます。