JP2006525119A - 高タンマン温度中間層を有する複合ガス分離モジュール - Google Patents
高タンマン温度中間層を有する複合ガス分離モジュール Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006525119A JP2006525119A JP2006513462A JP2006513462A JP2006525119A JP 2006525119 A JP2006525119 A JP 2006525119A JP 2006513462 A JP2006513462 A JP 2006513462A JP 2006513462 A JP2006513462 A JP 2006513462A JP 2006525119 A JP2006525119 A JP 2006525119A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- intermediate layer
- separation module
- gas separation
- selective membrane
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 129
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 105
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 title description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 250
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 229
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 191
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 169
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 169
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 144
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 144
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 115
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 270
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 116
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 110
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 91
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 62
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 60
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 47
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 42
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 40
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 40
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 38
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 32
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 32
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 28
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 claims description 24
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 24
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 16
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 16
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 15
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 15
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 14
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 11
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 10
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 7
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 claims description 5
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 4
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 claims description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims description 3
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 3
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000009718 spray deposition Methods 0.000 claims description 3
- 238000005118 spray pyrolysis Methods 0.000 claims description 3
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 claims description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 claims description 2
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 abstract description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 189
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 91
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 65
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 46
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 45
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 42
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 38
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 29
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 24
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 21
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 19
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 17
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 17
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 15
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 13
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 101150003085 Pdcl gene Proteins 0.000 description 12
- 229910000856 hastalloy Inorganic materials 0.000 description 11
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 11
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 10
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 10
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910001252 Pd alloy Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 9
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 8
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 8
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- -1 for example Chemical compound 0.000 description 7
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 7
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 6
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000003570 air Substances 0.000 description 5
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 description 5
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 5
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 5
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 5
- TXUICONDJPYNPY-UHFFFAOYSA-N (1,10,13-trimethyl-3-oxo-4,5,6,7,8,9,11,12,14,15,16,17-dodecahydrocyclopenta[a]phenanthren-17-yl) heptanoate Chemical compound C1CC2CC(=O)C=C(C)C2(C)C2C1C1CCC(OC(=O)CCCCCC)C1(C)CC2 TXUICONDJPYNPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910021626 Tin(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 4
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 4
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 4
- 229910001463 metal phosphate Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 239000001119 stannous chloride Substances 0.000 description 4
- 235000011150 stannous chloride Nutrition 0.000 description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- HHIQWSQEUZDONT-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W].[W].[W] HHIQWSQEUZDONT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 description 3
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 description 2
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 150000002940 palladium Chemical class 0.000 description 2
- PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L palladium(II) chloride Chemical compound Cl[Pd]Cl PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N silver oxide Chemical compound [O-2].[Ag+].[Ag+] NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 101710134784 Agnoprotein Proteins 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001080 W alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 238000005844 autocatalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- WGVFWBFTCFWQKD-UHFFFAOYSA-N chromium iron molybdenum nickel tungsten Chemical compound [W].[Fe].[Mo].[Cr].[Ni] WGVFWBFTCFWQKD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 238000000892 gravimetry Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N hypochlorous acid Chemical class ClO QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001337 iron nitride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 150000003057 platinum Chemical class 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910001923 silver oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002303 thermal reforming Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
- B01D69/1216—Three or more layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
- B01D53/228—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion characterised by specific membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
- B01D67/0039—Inorganic membrane manufacture
- B01D67/0069—Inorganic membrane manufacture by deposition from the liquid phase, e.g. electrochemical deposition
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/10—Supported membranes; Membrane supports
- B01D69/105—Support pretreatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/02—Inorganic material
- B01D71/022—Metals
- B01D71/0223—Group 8, 9 or 10 metals
- B01D71/02231—Palladium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/02—Inorganic material
- B01D71/024—Oxides
- B01D71/0271—Perovskites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
- C01B3/501—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by diffusion
- C01B3/503—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by diffusion characterised by the membrane
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
- C01B3/501—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by diffusion
- C01B3/503—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by diffusion characterised by the membrane
- C01B3/505—Membranes containing palladium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
- B01D2325/10—Catalysts being present on the surface of the membrane or in the pores
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
- C01B2203/0405—Purification by membrane separation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
- C01B2203/0465—Composition of the impurity
- C01B2203/0475—Composition of the impurity the impurity being carbon dioxide
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S55/00—Gas separation
- Y10S55/05—Methods of making filter
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12771—Transition metal-base component
- Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
- Y10T428/12875—Platinum group metal-base component
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Compressor (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
Description
本出願は、2003年5月2日に出願された米国仮出願第60/467,493号の利益を主張する。前記出願の全教示は、本明細書中に参考として援用される。
ガス分離モジュールは、ガス混合物から特定のガスを選択的に分離するのに一般的に用いられる。最も一般的なガス分離モジュールのうちの2つはポリマー膜および金属複合体である。ポリマー膜は、低温でガスを分離するための効果的かつコスト効率のよい選択肢を提供することができる。しかしながら、分離を高温処理と組合せて行わなければならない場合、ポリマー膜は一般には不適切である。何故ならば、それらは熱分解する傾向があるからである。
本発明は、複合ガス分離モジュール、および複合ガス分離モジュールの製造方法に関する。また、本発明は、水素ガス含有ガス流から水素ガスを選択的に分離する方法にも関する。
添付の図面を参照し、本発明の方法の特徴および他の詳細をより具体的に記載し、請求の範囲において指摘する。本発明の特別な態様は説明のために示し、本発明を制限するものではないと理解されるであろう。本発明の主な特徴は、本発明の範囲を逸脱することなく種々の態様で使用することができる。
複合ガス分離モジュールを形成するための本発明の方法は、中間層の多孔性金属基材上への適用に先立ち、多孔性金属基材を表面処理することも含むことができる。例えば、複合ガス分離モジュールを形成するための本発明の方法は、中間層を多孔性基材の上に適用するに先立ち、さらなる金属間拡散バリアを多孔性基材上に形成することも含むことができる。一つの態様において、さらなる金属間拡散バリア(例えば、酸化物層金属間拡散バリア)の形成は、イン・サイチュで基材を酸化することも含む。
本明細書中に記載された本発明の方法は、第一の材料を多孔性基材上に付着させるに先立ち多孔性基材に金属間拡散バリアを形成させることも含むことができる。1つの態様において、金属間拡散バリア(例えば、酸化物層金属間拡散バリア)を形成することは、前記した基材表面処理の見出し下で記載されたように基材をイン・サイチュで酸化することを含む。もう1つの態様において、金属間拡散バリアは付着された金属の1以上の層を含む。例えば、多孔性金属層金属間拡散バリアを適用することは多孔性基材の表面上に金属の1以上の多孔性層を適用することを含むことができる。
また、複合ガス分離モジュールを形成するための本発明の方法は、中間層を多孔性基材上に適用するに先立ち、パラジウム、金および銀よりなる群から選択される金属を多孔性基材上に堆積させることを含むこともできる。好ましくは、多孔性基材上の金属のこの堆積は、基材の輸送抵抗性を有意に増加させない。一つの態様において、この金属の堆積の厚みは高密度ガス選択膜の最終厚みの約10、7、5、3パーセント未満、または約1パーセント未満である。
複合ガス分離モジュールを形成する本発明の方法は、所望の材料(例えば、中間層、高密度ガス選択膜の成分、または多孔性基材に堆積された金属)の堆積に先立って支持体を表面活性化することを含むことができる。例えば、多孔性基材は、水素選択金属またはその合金を支持体上に堆積させるのに先立って表面活性化することができる。一つの態様において、中間層の表面は、高密度ガス選択膜を中間層の上に適用するに先立ち表面活性化する。加えて、高密度ガス選択膜を中間層の上に適用することは、高密度ガス選択膜の成分の適用の間に支持体を表面活性化することを含むことができる。
金属の支持体上への堆積は、支持体を金属(例えば、水素選択的金属)で支持体をメッキすることを含むことができる。例えば、多孔性支持体上への金属の堆積、多孔性金属基材への金属の堆積、多孔性金属層金属間拡散バリアの適用および/または高密度ガス選択性の適用は、以下の方法などの無電解メッキ技術を使用することができる。
2Pd(NH3)4Cl2+H2NNH2+4NH4OH→2Pd+N2+8NH3+4NH4Cl+4H2O [I]
または
2Pd2++H2NNH2+4OH-→2Pd+N2+4H2O [II]
一つの態様において、本発明は、さらに、欠陥に最も近い支持体を選択的に表面活性化し、次いで、支持体の選択的に表面活性化された部分に材料を優先的に堆積させることを含むことができる。例えば、支持体を、中間層の適用に続き、水素選択金属(またはその合金)で選択的にメッキすることができる。1つの態様において、中間層の上に高密度水素選択膜を適用することは、支持体を水素選択金属またはその合金で選択的にメッキすることを含むことができる。
一つの態様において、本発明は、堆積された材料を研磨するさらなる工程を含む。例えば、1つの態様において、高密度ガス選択膜を適用するに先立ち、ガス選択性材料などの材料は、中間層の上に適用する。もう一つの態様において、高密度ガス選択膜を適用するに先立ち、ガス選択材料のような材料を中間層の上に適用し、次いで、高密度ガス選択膜を適用するに先立ち、生成物を研磨することができる。もう一つの態様において、高密度ガス選択膜の第一の成分を中間層の上に適用することができ、堆積した第一の成分を研磨することができ、次いで、高密度ガス選択膜の第二の成分を、研磨し、堆積された第一の成分の上に適用することができる。
表面活性化された支持体、高密度ガス選択膜、または本明細書中に記載された他の中間生成物は塩化物アニオンを含むことができる。表面活性化または無電解メッキ工程に由来する残存金属塩化物は、支持体の孔に残り得る。一つの態様において、本発明は、例えば、リン酸水溶液、例えば、10%リン酸溶液での処理によって、残存金属塩化物を除去することを含む。例えば、この処理は、室温での、残存金属塩化物を金属リン酸塩に変換するのに十分な時間、例えば、約30分での10%リン酸溶液の適用、続いての適当な濯ぎおよび乾燥、例えば、約30分間の脱イオン水でのすすぎ、および約120℃における少なくとも約2時間の乾燥を含むことができる。
本実施例は、高密度水素選択性膜を有する複合構造、タングステン粉末を含む中間層、および寸法0.1メディアグレードの多孔性316Lステンレス鋼(「PSS」)支持体を有する複合構造の製造を記載する。
本実施例は、高密度水素選択性膜、酸化アルミニウム(Al2O3)粉末を含む中間層、および寸法0.1メディアグレードの多孔性HASTELLOY(登録商標)C-22(登録商標)支持体を含む複合構造の製造を記載する。(HASTELLOY(登録商標)C-22(登録商標)はニッケル−クロム−モリブデン−鉄−タングステン合金である)。
本実施例は、高密度水素選択性膜、タングステン粉末および銀粉末を含む中間層、および寸法0.1メディアグレードの多孔性HASTELLOY(登録商標)C-22(登録商標)支持体を含む複合構造の製造を記載する。
本実施例は、高密度水素選択性膜、タングステン粉末および銀粉末を含む中間層、および寸法0.1メディアグレードの多孔性HASTELLOY(登録商標)C-22(登録商標)支持体を含む複合構造の製造を記載する。
Claims (42)
- a)多孔性金属基材;
b)多孔性金属基材のタンマン温度より高いタンマン温度を有する粉末を含む中間層、ここで中間層は多孔性金属基材の上に存在する;および
c)高密度水素選択膜、ここで高密度水素選択膜は中間層の上に存在する;を含有してなる複合ガス分離モジュール。 - 多孔性金属基材がステンレス鋼である請求項1記載の複合ガス分離モジュール。
- 多孔性金属基材がクロムおよびニッケルを含む合金である請求項1記載の複合ガス分離モジュール。
- 合金がモリブデンをさらに含んでなる請求項3記載の複合ガス分離モジュール。
- 多孔性金属基材に結合し、中間層の下に存在するセラミックの層をさらに含有してなる請求項1記載の複合ガス分離モジュール。
- 粉末が約0.5〜約5ミクロンの範囲の平均粒径を有する請求項1記載の複合ガス分離モジュール。
- 粉末が、高密度水素選択膜のタンマン温度より高いタンマン温度を有する請求項1記載の複合ガス分離モジュール。
- 粉末が、金属粉末、金属酸化物粉末、セラミック粉末、ゼオライト粉末およびその組み合わせからなる群より選ばれる請求項1記載の複合ガス分離モジュール。
- 粉末が、タングステン、銀、酸化銅、酸化アルミニウムおよびその組み合わせからなる群より選ばれる物質を含む請求項1記載の複合ガス分離モジュール。
- 中間層が、高密度水素選択膜のタンマン温度より低いか、またはほぼ等しいタンマン温度を有する少なくとも1つの物質をさらに含む請求項1記載の複合ガス分離モジュール。
- 中間層が、銀、金、銅、セリウムおよびイットリウムからなる群より選ばれる少なくとも1つの物質をさらに含む請求項10記載の複合ガス分離モジュール。
- 中間層が少なくとも約1ミクロンの平均厚さを有する請求項1記載の複合ガス分離モジュール。
- 中間層が約1〜約10ミクロンの範囲の平均厚さを有する請求項12記載の複合ガス分離モジュール。
- 中間層が約1〜約5ミクロンの範囲の平均厚さを有する請求項13記載の複合ガス分離モジュール。
- 中間層の平均孔サイズが多孔性金属基材の平均孔サイズよりも小さい請求項1記載の複合ガス分離モジュール。
- 中間層が、頂部側および底部側を有し、中間層が、底部側の多孔性金属基材に直接隣接し、かつ頂部側の高密度水素選択膜に直接的に隣接する請求項1記載の複合ガス分離モジュール。
- 高密度水素選択膜がパラジウムまたはその合金を含んでなる請求項1記載の複合ガス分離モジュール。
- a)多孔性金属基材上に該多孔性金属基材のタンマン温度より高いタンマン温度を有する粉末を含む中間層を適用する工程;および
b)高密度水素選択膜を中間層上に適用し、それにより複合ガス分離モジュールを形成する工程
を含む、複合ガス分離モジュールの製造方法。 - 中間層を適用する前に多孔性金属基材の表面を酸化する工程をさらに含む請求項18記載の方法。
- 中間層がスラリーから粉末を堆積させることにより適用される請求項18記載の方法。
- スラリーが水系スラリーである請求項20記載の方法。
- 粉末が約0.5〜約5ミクロンの範囲の平均粒径を有する請求項18記載の方法。
- 粉末が、金属粉末、金属酸化物粉末、セラミック粉末、ゼオライト粉末およびその組み合わせからなる群より選ばれる請求項18記載の方法。
- 粉末が、タングステン、銀、酸化銅、酸化アルミニウムおよびその組み合わせからなる群より選ばれる物質を含む請求項18記載の方法。
- 中間層が最小約1〜約10ミクロンの範囲の平均厚さを有する請求項18記載の方法。
- 中間層の平均孔サイズが多孔性金属基材の平均孔サイズよりも小さい請求項18記載の方法。
- 高密度水素選択層を適用する前に中間層を表面活性化する工程をさらに含む請求項18記載の方法。
- 中間層の表面活性化が、水素選択性金属の核で中間層をシーディングすることを含む請求項27記載の方法。
- 高密度水素選択膜の適用が、パラジウムまたはその合金を中間層上に適用することを含む請求項18記載の方法。
- 高密度水素選択膜が、銅、銀、金、白金、ルテニウム、ロジウム、イットリウム、セリウムおよびインジウムからなる群より選ばれる少なくとも1つの金属と合金化さされたパラジウムを含む請求項18記載の方法。
- 高密度水素選択膜の適用が、無電解メッキ、電解メッキ、熱蒸着、化学蒸着、噴霧蒸着、スパッタコーティング、電子線蒸発、イオンビーム蒸発または噴霧熱分解からなる群より選ばれる方法により水素選択性金属を中間層上に堆積させることを含む請求項18記載の方法。
- 請求項18記載の方法により製造された複合ガス分離モジュール。
- 水素ガス含有ガス流を複合ガス分離モジュールに指向させることを含み、複合ガス分離モジュールは:
a)多孔性金属基材;
b)多孔性金属基材のタンマン温度より高いタンマン温度を有する粉末を含む中間層、ここで、中間層は多孔性金属基材上に存在する;および
c)高密度水素選択膜、ここで、高密度水素選択性膜は中間層上に存在する;を含み、
それにより、水素ガスは高密度水素選択膜を通過することによってガス流から少なくとも部分的に分配される、水素ガス含有ガス流から水素ガスを選択的に分離する方法。 - 水素ガス製造反応体を反応させてガス流を生じさせる工程をさらに含む請求項33記載の方法。
- 粉末が約0.5〜約5ミクロンの範囲の平均粒径を有する請求項33記載の方法。
- 粉末が、金属粉末、金属酸化物粉末、セラミック粉末、ゼオライト粉末およびその組み合わせからなる群より選ばれる請求項33記載の方法。
- 粉末が、タングステン、銀、酸化銅、酸化アルミニウムおよびその組み合わせからなる群より選ばれる物質を含む請求項33記載の方法。
- 中間層が約1〜約10ミクロンの範囲の平均厚さを有する請求項33記載の方法。
- 高密度水素選択膜がパラジウムまたはその合金を含んでなる請求項33記載の方法。
- a)多孔性金属基材;
b)中間粉末層;および
c)高密度ガス選択膜、ここで高密度ガス選択膜は中間粉末層の上に存在する;を含有してなる複合ガス分離モジュール。 - 中間粉末層が、多孔性金属基材の少なくともタンマン温度のタンマン温度を有する粉末を含む請求項40記載の複合ガス分離モジュール。
- 中間粉末層が、約0.5〜約5ミクロンの範囲の平均粒径を有する粉末を含む請求項40記載の複合ガス分離モジュール。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US46749303P | 2003-05-02 | 2003-05-02 | |
PCT/US2004/013333 WO2004098751A1 (en) | 2003-05-02 | 2004-04-30 | Composite gas separation modules having high tamman temperature intermediate layers |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006525119A true JP2006525119A (ja) | 2006-11-09 |
JP2006525119A5 JP2006525119A5 (ja) | 2007-06-21 |
Family
ID=33435082
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006513462A Pending JP2006525119A (ja) | 2003-05-02 | 2004-04-30 | 高タンマン温度中間層を有する複合ガス分離モジュール |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7255726B2 (ja) |
EP (1) | EP1622698B1 (ja) |
JP (1) | JP2006525119A (ja) |
AT (1) | ATE454203T1 (ja) |
AU (1) | AU2004237778B2 (ja) |
CA (1) | CA2524369A1 (ja) |
DE (1) | DE602004024977D1 (ja) |
NO (1) | NO20055351L (ja) |
WO (1) | WO2004098751A1 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008513339A (ja) * | 2004-09-21 | 2008-05-01 | ウスター ポリテクニック インスティチュート | 水蒸気改質のための反応器および方法 |
JP2008513338A (ja) * | 2004-09-21 | 2008-05-01 | ウスター ポリテクニック インスティチュート | 膜水蒸気改質器 |
JP2008513337A (ja) * | 2004-09-21 | 2008-05-01 | ウスター ポリテクニック インスティチュート | 膜増強反応器 |
Families Citing this family (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7018446B2 (en) * | 2003-09-24 | 2006-03-28 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Metal gas separation membrane |
US20050067344A1 (en) * | 2003-09-30 | 2005-03-31 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Zeolite membrane support and zeolite composite membrane |
DE102004001975A1 (de) * | 2004-01-13 | 2005-10-06 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von Membranen |
US7108813B2 (en) * | 2004-03-30 | 2006-09-19 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Gas/ion species selective membrane supported by multi-stage nano-hole array metal structure |
US7727596B2 (en) | 2004-07-21 | 2010-06-01 | Worcester Polytechnic Institute | Method for fabricating a composite gas separation module |
JP4607510B2 (ja) * | 2004-07-26 | 2011-01-05 | トヨタ自動車株式会社 | 水素透過膜 |
US7559979B2 (en) * | 2005-02-04 | 2009-07-14 | Ngk Insulators, Ltd. | Hydrogen separator and method for production thereof |
US20070044662A1 (en) * | 2005-08-25 | 2007-03-01 | The University Of Chicago | Method for fabricating dense thin film cermet hydrogen separation membrane |
EP1764147A1 (en) * | 2005-09-20 | 2007-03-21 | Nederlandse Organisatie voor Toegepast-Natuuurwetenschappelijk Onderzoek TNO | Composite membrane and its use in separation processes |
US7611565B1 (en) * | 2005-10-20 | 2009-11-03 | Los Alamos National Security, Llc | Device for hydrogen separation and method |
EP1971414A4 (en) * | 2005-12-23 | 2009-06-17 | Utc Power Corp | LONG-TERM STABLE PALLADIUM COMPOSITE MEMBRANE FOR THE SEPARATION OF HYDROGEN |
US7491448B2 (en) * | 2006-01-05 | 2009-02-17 | Energy Conversion Devices, Inc. | Reticulated foam-like structure formed of nano-scale particulate |
US20080011163A1 (en) * | 2006-07-17 | 2008-01-17 | Mcclain Michael S | Sorbent porous polymeric composite materials |
WO2008041968A2 (en) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Utc Power Corporation | Pd membrane having improved h2-permeance, and method of making |
US7744675B2 (en) * | 2006-11-08 | 2010-06-29 | Shell Oil Company | Gas separation membrane comprising a substrate with a layer of coated inorganic oxide particles and an overlayer of a gas-selective material, and its manufacture and use |
US7959711B2 (en) * | 2006-11-08 | 2011-06-14 | Shell Oil Company | Gas separation membrane system and method of making thereof using nanoscale metal material |
US7846413B2 (en) | 2006-11-30 | 2010-12-07 | Shell Oil Company | Systems and processes for producing hydrogen and carbon dioxide |
EP2125166B1 (en) * | 2007-02-20 | 2014-06-25 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | A method of reconditioning a gas separation membrane |
JP2010523315A (ja) | 2007-04-05 | 2010-07-15 | ウスター ポリテクニック インスティチュート | 多孔質アノード酸化層を有する複合構造および製造方法 |
US20090277331A1 (en) * | 2008-05-09 | 2009-11-12 | Membrane Reactor Technologies Ltd. | Hydrogen separation composite membrane module and the method of production thereof |
EP2228120A1 (en) | 2009-03-09 | 2010-09-15 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Operation of more than one furnace |
JP2013503807A (ja) | 2009-09-04 | 2013-02-04 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | 希釈水素気体混合物の製造方法 |
JP5526387B2 (ja) * | 2010-03-29 | 2014-06-18 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 無欠陥化水素分離膜、無欠陥化水素分離膜の製造方法及び水素分離方法 |
US8652239B2 (en) | 2010-05-03 | 2014-02-18 | Worcester Polytechnic Institute | High permeance sulfur tolerant Pd/Cu alloy membranes |
US9216390B2 (en) * | 2010-07-15 | 2015-12-22 | Ohio State Innovation Foundation | Systems, compositions, and methods for fluid purification |
US8721773B2 (en) * | 2011-10-26 | 2014-05-13 | Shell Oil Company | Method for preparing a palladium-gold alloy gas separation membrane system |
US20130167723A1 (en) * | 2011-12-30 | 2013-07-04 | Industrial Technology Research Institute | Method for modifying porous substrate and modified porous substrate |
WO2014209973A1 (en) * | 2013-06-24 | 2014-12-31 | Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College | Catalysts useful for biomass pyrolysis and bio-oil upgrading |
KR101715875B1 (ko) | 2015-05-04 | 2017-03-15 | 경기대학교 산학협력단 | 지지체 일체화 수소분리막 및 이의 제조방법 |
CN108467015B (zh) * | 2018-05-30 | 2019-05-17 | 德州新动能铁塔发电有限公司 | 水氢发电机用纯化膜及其制备方法和用途 |
NL2026450B1 (en) | 2019-09-11 | 2022-02-21 | Cramwinckel Michiel | Process to convert a waste polymer product to a gaseous product |
GB2606188A (en) * | 2021-04-28 | 2022-11-02 | Abundia Biomass To Liquids Ltd | Hydrogen production |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02271901A (ja) * | 1989-04-12 | 1990-11-06 | Agency Of Ind Science & Technol | 水素分離媒体の製造方法 |
JPH1028850A (ja) * | 1996-07-12 | 1998-02-03 | Toyota Motor Corp | 水素分離構造体 |
US6152987A (en) * | 1997-12-15 | 2000-11-28 | Worcester Polytechnic Institute | Hydrogen gas-extraction module and method of fabrication |
JP2001286742A (ja) * | 2000-04-10 | 2001-10-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 水素分離膜 |
JP2002219341A (ja) * | 2001-01-30 | 2002-08-06 | Kobe Steel Ltd | 水素選択透過膜支持用基材および水素選択透過部材 |
JP2002355537A (ja) * | 2001-05-29 | 2002-12-10 | Daido Steel Co Ltd | 水素透過膜及びその製造方法 |
WO2003011433A1 (de) * | 2001-07-25 | 2003-02-13 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Metallische lösungs-diffusions-membran sowie verfahren zur herstellung |
Family Cites Families (53)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US72304A (en) * | 1867-12-17 | Improvement in horse hat-forks | ||
US2958391A (en) | 1958-02-24 | 1960-11-01 | Universal Oil Prod Co | Purification of hydrogen utilizing hydrogen-permeable membranes |
US3241298A (en) | 1962-11-26 | 1966-03-22 | Union Carbide Corp | Method for making a fine porosity filter element |
US3428476A (en) | 1965-06-22 | 1969-02-18 | Engelhard Min & Chem | Method for producing hydrogen diffusion cells |
US3413777A (en) | 1965-06-22 | 1968-12-03 | Engelhard Min & Chem | Hydrogen diffusion and method for producing same |
DE1648367A1 (de) | 1967-06-05 | 1971-04-15 | Varian Mat Gmbh | Diffusionsmembran-Anordnung,insbesondere fuer Lecksuchroehren |
EP0081669B1 (de) | 1981-12-11 | 1986-10-08 | Forschungszentrum Jülich Gmbh | Wasserstoff-Diffusionsmembran und Diffusionsverfahren zur Abtrennung von Wasserstoff aus Gasgemischen |
DE3332348A1 (de) | 1983-09-08 | 1985-04-04 | Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich | Wasserstoff-permeationswand |
DE3332346A1 (de) | 1983-09-08 | 1985-04-04 | Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich | Wasserstoff-permeationswand, verfahren zur herstellung derselben und deren verwendung |
US4857080A (en) | 1987-12-02 | 1989-08-15 | Membrane Technology & Research, Inc. | Ultrathin composite metal membranes |
JPH0317026A (ja) | 1989-06-13 | 1991-01-25 | Agency Of Ind Science & Technol | 脱水素反応方法 |
US5049167A (en) | 1989-12-13 | 1991-09-17 | Membrane Technology & Research, Inc. | Multilayer interfacial composite membrane |
US5215729A (en) | 1990-06-22 | 1993-06-01 | Buxbaum Robert E | Composite metal membrane for hydrogen extraction |
US5393325A (en) | 1990-08-10 | 1995-02-28 | Bend Research, Inc. | Composite hydrogen separation metal membrane |
US5498278A (en) | 1990-08-10 | 1996-03-12 | Bend Research, Inc. | Composite hydrogen separation element and module |
US5217506A (en) | 1990-08-10 | 1993-06-08 | Bend Research, Inc. | Hydrogen-permeable composite metal membrane and uses thereof |
CA2048849A1 (en) | 1990-08-10 | 1992-02-11 | David J. Edlund | Thermally stable composite hydrogen-permeable metal membranes |
US5139541A (en) | 1990-08-10 | 1992-08-18 | Bend Research, Inc. | Hydrogen-permeable composite metal membrane |
US5358553A (en) | 1991-07-05 | 1994-10-25 | Texaco Inc. | Membrane and separation process |
JPH05123548A (ja) | 1991-11-07 | 1993-05-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 水素分離膜の製造方法 |
US5205841A (en) | 1992-04-03 | 1993-04-27 | Tpc Technologies, Inc. | Apparatus and method for extracting hydrogen |
US5451386A (en) | 1993-05-19 | 1995-09-19 | The State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Osu | Hydrogen-selective membrane |
JP3402515B2 (ja) | 1994-05-23 | 2003-05-06 | 日本碍子株式会社 | 水素分離体とそれを用いた水素分離装置及び水素分離体の製造方法 |
US5672388A (en) | 1994-07-08 | 1997-09-30 | Exxon Research & Engineering Company | Membrane reparation and poer size reduction using interfacial ozone assisted chemical vapor deposition |
US5763347A (en) | 1994-07-08 | 1998-06-09 | Exxon Research And Engineering Company | In-situ crystallized zeolite containing composition (LAI-ISC) |
US5738708A (en) | 1995-06-07 | 1998-04-14 | The Regents Of The University Of California Office Of Technology Transfer | Composite metal membrane |
KR0158431B1 (ko) * | 1995-06-23 | 1998-11-16 | 윤덕용 | 수소분리용 무기재료막의 제조방법 |
JP3540495B2 (ja) | 1996-03-18 | 2004-07-07 | 三菱重工業株式会社 | 水素分離膜 |
US6537352B2 (en) | 1996-10-30 | 2003-03-25 | Idatech, Llc | Hydrogen purification membranes, components and fuel processing systems containing the same |
US6152995A (en) | 1999-03-22 | 2000-11-28 | Idatech Llc | Hydrogen-permeable metal membrane and method for producing the same |
US6547858B1 (en) | 1999-03-22 | 2003-04-15 | Idatech, Llc | Hydrogen-permeable metal membrane and hydrogen purification assemblies containing the same |
US6309546B1 (en) * | 1997-01-10 | 2001-10-30 | Ellipsis Corporation | Micro and ultrafilters with controlled pore sizes and pore size distribution and methods for making |
US5904754A (en) | 1997-06-20 | 1999-05-18 | Walter Juda Associates | Diffusion-bonded palladium-copper alloy framed membrane for pure hydrogen generators and the like and method of preparing the same |
KR100247557B1 (ko) * | 1997-12-24 | 2000-03-15 | 김충섭 | 수소기체 분리용 복합막의 제조방법 |
US6452276B1 (en) | 1998-04-30 | 2002-09-17 | International Business Machines Corporation | Ultra thin, single phase, diffusion barrier for metal conductors |
DE19843306C2 (de) | 1998-09-22 | 2001-06-28 | Heraeus Gmbh W C | Verfahren zur Herstellung einer rohrförmigen Wasserstoffpermeationsmembran |
US6183542B1 (en) | 1998-11-09 | 2001-02-06 | Peter R. Bossard | Method and apparatus for purifying hydrogen |
US6596057B2 (en) | 1999-03-22 | 2003-07-22 | Idatech, Llc | Hydrogen-selective metal membranes, membrane modules, purification assemblies and methods of forming the same |
US6372363B1 (en) | 2000-04-24 | 2002-04-16 | Walter Juda Associates, Inc. | Method of improving and optimizing the hydrogen permeability of a palladium-copper membrane and novel membranes manufactured thereby |
GB0015601D0 (en) * | 2000-06-26 | 2000-08-16 | Ferring Bv | Novel antidiuretic agents |
JP3882567B2 (ja) | 2000-11-24 | 2007-02-21 | 住友電気工業株式会社 | 物質分離構造体 |
US6475268B2 (en) | 2000-12-22 | 2002-11-05 | Ford Global Technologies, Inc. | Supported membrane for hydrogen separation |
US20020081845A1 (en) | 2000-12-27 | 2002-06-27 | Novellus Systems, Inc. | Method for the formation of diffusion barrier |
WO2002064241A1 (fr) | 2001-02-16 | 2002-08-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Structure permeable a l'hydrogene et procede de fabrication ou de reparation de cette derniere |
FR2820988B1 (fr) * | 2001-02-19 | 2003-04-25 | Cie D Etudes Des Technologies | Structures composites de membranes selectivement permeables a l'hydrogene et processeurs de gaz combustibles en faisant usage |
US6916454B2 (en) * | 2001-03-30 | 2005-07-12 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Metal gas separation membrane |
US6730145B1 (en) | 2002-01-29 | 2004-05-04 | L'air Liquide Societe Anonyme | Treating gas separation membrane with aqueous reagent dispersion |
WO2003076050A1 (en) | 2002-03-05 | 2003-09-18 | Eltron Research, Inc. | Hydrogen transport membranes |
AU2003221816A1 (en) | 2002-04-03 | 2003-10-20 | Colorado School Of Mines | Process for preparing palladium alloy composite membranes for use in hydrogen separation, palladium alloy composite membranes and products incorporating or made from the membranes |
DE10222568B4 (de) * | 2002-05-17 | 2007-02-08 | W.C. Heraeus Gmbh | Kompositmembran und Verfahren zu deren Herstellung |
US7125440B2 (en) | 2003-06-04 | 2006-10-24 | Bossard Peter R | Composite structure for high efficiency hydrogen separation and its associated methods of manufacture and use |
US7018446B2 (en) * | 2003-09-24 | 2006-03-28 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Metal gas separation membrane |
JP4429318B2 (ja) | 2004-02-02 | 2010-03-10 | ピーター・アール・ボサード | 高効率で水素を分離するための複合構造を有する水素ガス分離器、ならびにその製造および使用方法 |
-
2004
- 2004-04-30 WO PCT/US2004/013333 patent/WO2004098751A1/en active Search and Examination
- 2004-04-30 AU AU2004237778A patent/AU2004237778B2/en not_active Ceased
- 2004-04-30 CA CA002524369A patent/CA2524369A1/en not_active Abandoned
- 2004-04-30 US US10/836,088 patent/US7255726B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-04-30 EP EP04750962A patent/EP1622698B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2004-04-30 DE DE602004024977T patent/DE602004024977D1/de not_active Expired - Fee Related
- 2004-04-30 JP JP2006513462A patent/JP2006525119A/ja active Pending
- 2004-04-30 AT AT04750962T patent/ATE454203T1/de not_active IP Right Cessation
-
2005
- 2005-11-11 NO NO20055351A patent/NO20055351L/no not_active Application Discontinuation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02271901A (ja) * | 1989-04-12 | 1990-11-06 | Agency Of Ind Science & Technol | 水素分離媒体の製造方法 |
JPH1028850A (ja) * | 1996-07-12 | 1998-02-03 | Toyota Motor Corp | 水素分離構造体 |
US6152987A (en) * | 1997-12-15 | 2000-11-28 | Worcester Polytechnic Institute | Hydrogen gas-extraction module and method of fabrication |
JP2001286742A (ja) * | 2000-04-10 | 2001-10-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 水素分離膜 |
JP2002219341A (ja) * | 2001-01-30 | 2002-08-06 | Kobe Steel Ltd | 水素選択透過膜支持用基材および水素選択透過部材 |
JP2002355537A (ja) * | 2001-05-29 | 2002-12-10 | Daido Steel Co Ltd | 水素透過膜及びその製造方法 |
WO2003011433A1 (de) * | 2001-07-25 | 2003-02-13 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Metallische lösungs-diffusions-membran sowie verfahren zur herstellung |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008513339A (ja) * | 2004-09-21 | 2008-05-01 | ウスター ポリテクニック インスティチュート | 水蒸気改質のための反応器および方法 |
JP2008513338A (ja) * | 2004-09-21 | 2008-05-01 | ウスター ポリテクニック インスティチュート | 膜水蒸気改質器 |
JP2008513337A (ja) * | 2004-09-21 | 2008-05-01 | ウスター ポリテクニック インスティチュート | 膜増強反応器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2004237778A1 (en) | 2004-11-18 |
WO2004098751A1 (en) | 2004-11-18 |
EP1622698B1 (en) | 2010-01-06 |
US7255726B2 (en) | 2007-08-14 |
CA2524369A1 (en) | 2004-11-18 |
DE602004024977D1 (de) | 2010-02-25 |
NO20055351L (no) | 2005-11-29 |
AU2004237778B2 (en) | 2008-08-14 |
US20040244590A1 (en) | 2004-12-09 |
NO20055351D0 (no) | 2005-11-11 |
EP1622698A1 (en) | 2006-02-08 |
ATE454203T1 (de) | 2010-01-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2006525119A (ja) | 高タンマン温度中間層を有する複合ガス分離モジュール | |
US7727596B2 (en) | Method for fabricating a composite gas separation module | |
AU2004224371B2 (en) | Method for fabricating composite gas separation modules | |
US7175694B2 (en) | Composite gas separation modules having intermediate porous metal layers | |
EP1603660B1 (en) | Method for curing defects in the fabrication of a composite membrane gas separation module | |
AU2008236737A1 (en) | Composite structures with porous anodic oxide layers and methods of fabrication | |
US8876949B2 (en) | Method of preparing a palladium-silver alloy gas separation membrane system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070427 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070427 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100416 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20100517 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20100524 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20101208 |