高温水素分離用多孔セラミック膜の開発

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実用的な高温水素分離のための多孔性セラミック分離膜の開発のために、特に、水素分離膜の水蒸気中での安定性の検討に注目し、シリカ-ジルコニア複合酸化物コロイド及びポリマーゾルを用いたゾル-ゲル法による製膜法について検討した結果、シリカにジルコニア(10-20%)を導入したシリカ-ジルコニア複合酸化膜からなる超微細孔を有する水素分離膜の製膜が可能であることが判明した。その分離性能は、以前のシリカ膜と同等以上であり、550℃において1.4x10^<-5>m^3/m^2skPaの透過係数を持ち、メタンに対する透過係数比が640であり、この温度における乾燥ガス及び室温大気中で安定であった。しかし、高温の含水蒸気ガス中では焼結が進み、水素の透過係数が初期の約1/10に減少した。製膜の最終段階で高温水蒸気下で焼成することによって高温水蒸気存在下でも安定な水素高選択透過膜(水素/窒素透過係数比>200)の製膜が可能であることがわかった。製膜途中段階の焼成や水蒸気存在下で焼成することにより水素高透過性を示す多孔性セラミック膜の製膜が可能と思われる。