JP2008253956A - Gas separation body and manufacturing method of the same - Google Patents

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真樹 星野
Takao Izumi
隆夫 和泉
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas separation body comprising an independent membrane type gas-permeable membrane and capable of suppressing or preventing deformation of the membrane, and to provide a method for manufacturing the same. <P>SOLUTION: The gas separation body comprises a support and a self-support membrane type gas-permeable membrane installed adjacently to the support for selectively permeating a specified gas and is provided with a deformation induction structure body capable of inducing deformation of the gas-permeable membrane. The method for manufacturing the gas separation body is a method for manufacturing the gas separation body comprising a support and a self-support membrane type gas-permeable membrane installed adjacently to the support, wherein either one or both of the support and the gas-permeable membrane have either one or both of a concave part and a convex part forming a deformation induction structure body capable of inducing deformation of the gas-permeable membrane. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ガス分離体及びその製造方法に係り、更に詳細には、自立膜タイプのガス透過膜を備え、その損傷を抑制ないし防止し得るガス分離体及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a gas separator and a method for manufacturing the same, and more particularly to a gas separator that includes a self-supporting membrane type gas permeable membrane and that can suppress or prevent damage to the gas separator.

特定のガスを選択的に透過させるガス透過膜としては、水素透過膜や酸素富化膜、二酸化炭素分離膜などの提案・検討がなされている。
例えば、水素透過膜は、水素を必要とする部位に水素を供給するために、その利用が検討されている。その中でも、燃料電池に水素ガスを供給するに当たり、液体燃料から水素を含む改質ガスを生成した後に、この改質ガスから水素ガスを分離する際に使用するものとしての検討がなされている。
燃料電池は、水素を燃料とし、酸素又は酸素を含む空気を酸化剤として電気化学的反応で発電するものであるが、車両等への適用を考えた場合、燃料電池システム全体の容積はできる限り小さくすることが要求される。
従って、燃料源は気体よりも液体であることが望ましく、液体燃料から水素を取り出す際に利用できる水素透過膜の開発は重要である。 As gas permeable membranes that selectively permeate specific gases, hydrogen permeable membranes, oxygen-enriched membranes, carbon dioxide separation membranes and the like have been proposed and studied.
For example, the use of a hydrogen permeable membrane is being studied in order to supply hydrogen to a site that requires hydrogen. Among these, when supplying hydrogen gas to a fuel cell, studies have been made on the use of hydrogen gas separated from the reformed gas after generating the reformed gas containing hydrogen from the liquid fuel.
A fuel cell uses hydrogen as a fuel and generates electricity by an electrochemical reaction using oxygen or oxygen-containing air as an oxidant. However, when considering application to vehicles, the volume of the entire fuel cell system is as much as possible. It is required to be small.
Therefore, it is desirable that the fuel source is a liquid rather than a gas, and it is important to develop a hydrogen permeable membrane that can be used when hydrogen is extracted from the liquid fuel.

従来、水素透過膜としては、例えば、多孔質支持体の表層に水素分離金属の被膜を形成したものが知られている。水素透過膜は、膜厚を薄くするほど水素透過速度が向上する。また、水素透過膜を薄くすることができれば、水素分離体の容積も小さくすることができる。これらの理由から、水素透過膜を薄膜化することが要求されており、ピンホールのない水素透過膜の薄膜化が検討されている（特許文献１参照。）。
一方で、自立膜タイプの水素透過膜についても検討がなされている。自立膜タイプの水素透過膜は、多孔質支持体上に被膜を形成する必要がないため、ピンホールのない水素透過膜を被膜タイプの水素透過膜より薄膜化することが可能である。
しかしながら、薄膜化することで十分な強度を得ることが困難となり、水素透過膜の強度を補うため、薄膜を支持する構造体が必要となる。
例えば、水素を選択的に透過させる自立膜タイプの金属製の水素透過膜と、前記水素透過膜に隣接して設けられた保持部と、を備え、前記保持部は、少なくとも前記水素透過膜に対向する面側に、前記水素透過膜に接触する接触面を含む接触部分と、接触せずにガス通路を形成する非接触部分と、を含み、前記接触部分と前記非接触部分との界面である前記接触部分の壁面は、前記接触面の端部において、前記接触面に対する角度が鈍角になるように設定された鈍角面を含む水素分離装置が提案されている（特許文献２参照。）。
特開２００２−５２３２６号公報 特開２００３−１６５７１０号公報 Conventionally, as a hydrogen permeable membrane, for example, a membrane in which a hydrogen separation metal film is formed on the surface layer of a porous support is known. The hydrogen permeation rate is improved as the film thickness is reduced. Moreover, if the hydrogen permeable membrane can be made thin, the volume of the hydrogen separator can also be reduced. For these reasons, it is required to reduce the thickness of the hydrogen permeable membrane, and the reduction of the thickness of the hydrogen permeable membrane without pinholes has been studied (see Patent Document 1).
On the other hand, a self-supporting membrane type hydrogen permeable membrane has also been studied. Since the self-supporting membrane type hydrogen permeable membrane does not need to form a coating on the porous support, it is possible to make the hydrogen permeable membrane without a pinhole thinner than the coating type hydrogen permeable membrane.
However, it is difficult to obtain a sufficient strength by reducing the thickness, and a structure that supports the thin film is required to supplement the strength of the hydrogen permeable membrane.
For example, a metal hydrogen permeable membrane of a self-supporting membrane type that selectively permeates hydrogen, and a holding portion provided adjacent to the hydrogen permeable membrane, wherein the holding portion is provided at least on the hydrogen permeable membrane. A contact portion including a contact surface in contact with the hydrogen permeable membrane, and a non-contact portion that forms a gas passage without being in contact with each other, and at an interface between the contact portion and the non-contact portion. A hydrogen separation apparatus has been proposed in which a wall surface of a certain contact portion includes an obtuse angle surface set so that an angle with respect to the contact surface becomes an obtuse angle at an end portion of the contact surface (see Patent Document 2).
JP 2002-52326 A JP 2003-165710 A

しかしながら、従来の自立膜タイプのガス透過膜を備えたガス分離体においては、例えば水素透過膜が水素を吸蔵すると体積膨張する。また、圧力や熱がかかることにより膜が変形することがある。これらの変形によって膜が損傷することがあった。
図１１は、従来の自立膜タイプのガス透過膜を備えたガス分離体において損傷が発生する過程の断面状態を示す概略説明図である。同図（ａ）に示すように、通常、ガス分離体は、自立膜タイプのガス透過膜５０と、その強度を保証するための支持体６０とを備えている。また、その支持体６０が平板状の構造である。そして、同図（ｂ）に示すように、ガス供給が上方向から行われる場合であって、支持体６０がガス透過膜５０の下側にあるときに、ガス透過膜５０は、支持体６０のないガス透過膜５０の上方向に変形する。ガス透過膜５０には、ガス供給側と透過側との間に圧力差があり、ガス供給側の圧力が透過側より高い。そのため、ガス透過膜５０は同図（ｂ）のように変化すると、同図（ｃ）に示すように、圧力差を受けて矢印で示すように両側から押しつぶされ、尖った皺を形成する。この尖った皺は、圧力差が緩和されたり、水素ガスが放出されたりすると、同図（ｃ）→（ｂ）→（ａ）のように変形するが、使用条件下では、同図（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｂ）→（ａ）と膜の変形が繰り返され、最終的には皺の頂部に亀裂が入り、膜が損傷する。また、皺と皺とがぶつかると、整合性がとれずに破損する場合がある。 However, in a gas separator including a conventional self-supporting membrane type gas permeable membrane, for example, when the hydrogen permeable membrane occludes hydrogen, the volume expands. Further, the film may be deformed by application of pressure or heat. These deformations sometimes damaged the membrane.
FIG. 11 is a schematic explanatory view showing a cross-sectional state of a process in which damage occurs in a gas separator provided with a conventional self-supporting membrane type gas permeable membrane. As shown in FIG. 2A, the gas separator usually includes a self-supporting membrane type gas permeable membrane 50 and a support 60 for guaranteeing its strength. Further, the support 60 has a flat plate structure. Then, as shown in FIG. 5B, when the gas supply is performed from above, and when the support body 60 is below the gas permeable film 50, the gas permeable film 50 is supported by the support body 60. The gas permeable membrane 50 without any deformation is deformed upward. The gas permeable membrane 50 has a pressure difference between the gas supply side and the permeation side, and the pressure on the gas supply side is higher than that of the permeation side. Therefore, when the gas permeable membrane 50 changes as shown in FIG. 5B, it receives a pressure difference and is crushed from both sides as shown by arrows as shown in FIG. When the pressure difference is relaxed or hydrogen gas is released, the sharp soot is deformed as shown in FIG. 5 (c) → (b) → (a). ) → (b) → (c) → (b) → (a), and the deformation of the film is repeated. Finally, the top of the ridge is cracked and the film is damaged. In addition, when the heel collides with the heel, there is a case where the consistency is not achieved and the heel is damaged.

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、自立膜タイプのガス透過膜を備え、その変形を抑制ないし防止し得るガス分離体及びその製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and the object of the present invention is to provide a gas separator that includes a self-supporting membrane type gas permeable membrane and can suppress or prevent deformation thereof. It is in providing the manufacturing method.

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねたところ、支持体と、その支持体に隣接して配設されると共に特定のガスを選択的に透過する自立膜タイプのガス透過膜とを備えるガス分離体に、ガス透過膜の変形を誘導できる変形誘導構造部を設けることなどにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。   The inventors of the present invention have made extensive studies in order to achieve the above-mentioned object. The present inventors have found that the above object can be achieved by providing a gas separator having a membrane with a deformation induction structure that can induce the deformation of the gas permeable membrane, and the present invention has been completed.

即ち、本発明のガス分離体は、支持体と、該支持体に隣接して配設されると共に特定のガスを選択的に透過する自立膜タイプのガス透過膜とを備えるガス分離体であって、該ガス透過膜の変形を誘導できる変形誘導構造部を有することを特徴とする。   That is, the gas separator of the present invention is a gas separator that includes a support and a self-supporting membrane type gas permeable membrane that is disposed adjacent to the support and selectively permeates a specific gas. And a deformation guiding structure that can induce deformation of the gas permeable membrane.

また、本発明のガス分離体の製造方法は、支持体に特定のガスを選択的に透過する自立膜タイプのガス透過膜を隣接させて配設するガス分離体の製造方法であって、該支持体及び／又は該ガス透過膜として、該ガス透過膜の変形を誘導できる変形誘導構造部を形成する凹部及び／又は凸部を有するものを用いることを特徴とする。   The method for producing a gas separator of the present invention is a method for producing a gas separator in which a self-supporting membrane type gas permeable membrane that selectively permeates a specific gas is disposed adjacent to a support, As the support and / or the gas permeable membrane, a material having a concave portion and / or a convex portion forming a deformation induction structure portion capable of inducing deformation of the gas permeable membrane is used.

本発明によれば、支持体と、その支持体に隣接して配設されると共に特定のガスを選択的に透過する自立膜タイプのガス透過膜とを備えるガス分離体に、ガス透過膜の変形を誘導できる変形誘導構造部を設けることなどとしたため、自立膜タイプのガス透過膜を備え、その変形を抑制ないし防止し得るガス分離体及びその製造方法を提供することができる。そして、このガス分離体を用いることによって、特定のガスを長期にわたり安定して得ることができる。   According to the present invention, a gas separator comprising a support and a self-supporting membrane-type gas permeable membrane that is disposed adjacent to the support and selectively permeates a specific gas. Since a deformation induction structure that can induce deformation is provided, a gas separator that includes a self-supporting membrane type gas permeable membrane and that can suppress or prevent the deformation and a method for manufacturing the gas separator can be provided. And by using this gas separator, specific gas can be obtained stably over a long period of time.

以下、本発明のガス分離体について説明する。
上述の如く、本発明のガス分離体は、支持体と、支持体に隣接して配設されると共に特定のガスを選択的に透過する自立膜タイプのガス透過膜とを備え、ガス透過膜の変形を誘導できる変形誘導構造部を有するものである。
このような構成とすることにより、ガス透過膜の変形による損傷を抑制ないし防止することができる。
ここで、「自立膜」とは、単独で取り扱いが可能な状態である膜を言う。例えばその他の材料から成る支持体上に蒸着などによって形成された「被膜」とは異なる。
また、「ガス透過膜の変形」とは、ガスの吸蔵に伴うガス透過膜自体の体積膨張に伴う変形だけをいうのではなく、圧力差や熱膨張による変形や、それらの変形に伴う皺の形成、小さい皺が連なって形成された大きな皺の形成をも含む意味である。
更に、「変形を誘導できる変形誘導構造部」とは、大きな変形による損傷を防止するために、損傷を生じさせ難い相対的に小さな変形を誘導できる変形誘導構造部をいう。例えば、支持体にガス透過膜自体の体積膨張を吸収するために設けられた構造部や小さな皺が連ならないように設けられた構造部などを挙げることができる。 Hereinafter, the gas separator of the present invention will be described.
As described above, the gas separator according to the present invention includes a support, and a self-supporting membrane type gas permeable membrane that is disposed adjacent to the support and selectively transmits a specific gas. It has a deformation | transformation induction | guidance | derivation structure part which can induce | guide | derive deformation of.
With such a configuration, damage due to deformation of the gas permeable membrane can be suppressed or prevented.
Here, the “self-supporting film” refers to a film that can be handled alone. For example, it is different from a “coating” formed by vapor deposition on a support made of another material.
In addition, “deformation of the gas permeable membrane” does not only mean deformation due to volume expansion of the gas permeable membrane itself due to gas occlusion, but also deformation due to pressure difference or thermal expansion, and soot caused by such deformation. It also includes the formation of large wrinkles formed by a series of small wrinkles.
Furthermore, the “deformation induction structure part capable of inducing deformation” refers to a deformation induction structure part capable of inducing relatively small deformation that is difficult to cause damage in order to prevent damage due to large deformation. For example, a structural part provided to absorb the volume expansion of the gas permeable membrane itself or a structural part provided so that small ridges are not connected to the support can be exemplified.

上述の変形誘導構造部は、例えばガス透過膜の支持体との接触面やガス透過膜の支持体との非接触面、支持体のガス透過膜との接触面、支持体のガス透過膜との非接触面などの面内に、交差しない曲線を成すように設けることができる。このような構成とすることにより、特にガス透過膜の変形（皺）が交差することによる損傷を抑制ないし防止することができる。
なお、上記の各面内の任意の組合せに係る面内に変形誘導構造部を設けることもできる。 The deformation induction structure described above includes, for example, a contact surface of the gas permeable membrane with the support, a non-contact surface of the gas permeable membrane with the support, a contact surface of the support with the gas permeable membrane, and a gas permeable membrane of the support. In such a non-contact surface, a curved line that does not intersect can be provided. By adopting such a configuration, it is possible to suppress or prevent damage due to the crossing of deformations (folds) of the gas permeable membrane.
In addition, a deformation | transformation induction | guidance | derivation structure part can also be provided in the surface which concerns on arbitrary combinations in said each surface.

また、上述の変形誘導構造部は、例えばガス透過膜の支持体との接触面やガス透過膜の支持体との非接触面、支持体のガス透過膜との接触面、支持体のガス透過膜との非接触面などの面内に、凸部として設けること、更には交差しない曲線を成すような凸部として設けることができる。
ガス透過膜の損傷を抑制ないし防止する効果を向上させる観点からは、上述の変形誘導構造部は、例えばガス透過膜の支持体との接触面やガス透過膜の支持体との非接触面の面内などに設けられた凸部を有することが望ましく、交差しない曲線を成すような凸部を有することが更に望ましい。
なお、ガス透過膜に凸部を設けるに当たっては、例えばスパッタやめっきなどの方法によりガス透過膜を形成する際に、相対的に厚い部分を設ければよい。これにより、ガス透過膜に皺が形成されにくくなり、また、形成された小さい皺が連なって形成される大きな皺を形成されにくくすることができる。
また、ガス透過膜の厚みは、例えば０．１〜２０μｍ、好ましくは０．１〜１０μｍとすることができ、相対的に厚い部分である凸部の厚みは、例えば０．１〜２０μｍ、好ましくは０．１〜１０μｍとすることができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。更に、凸部の幅についても０．０５〜１ｍｍ、好ましくは０．１〜０．８ｍｍと膜の変形による損傷を抑制ないし防止し得る範囲で適宜調整することができる。更にまた、これらに応じてその間隔も調整できる。 In addition, the above-described deformation induction structure includes, for example, a contact surface of the gas permeable membrane with the support, a non-contact surface with the support of the gas permeable membrane, a contact surface of the support with the gas permeable membrane, and a gas permeation of the support. It can be provided as a convex portion in a surface such as a non-contact surface with the film, and further can be provided as a convex portion that forms a curve that does not intersect.
From the viewpoint of improving the effect of suppressing or preventing damage to the gas permeable membrane, the above-described deformation induction structure portion is, for example, a contact surface with the gas permeable membrane support or a non-contact surface with the gas permeable membrane support. It is desirable to have a convex portion provided in the plane or the like, and it is more desirable to have a convex portion that forms a curve that does not intersect.
When providing the convex portion on the gas permeable film, a relatively thick portion may be provided when the gas permeable film is formed by a method such as sputtering or plating. As a result, it is difficult to form soot on the gas permeable membrane, and it is possible to make it difficult to form a large soot formed by a series of small soots formed.
The thickness of the gas permeable membrane can be, for example, 0.1 to 20 μm, preferably 0.1 to 10 μm, and the thickness of the convex portion which is a relatively thick portion is, for example, 0.1 to 20 μm, preferably May be 0.1 to 10 μm, but is not necessarily limited thereto. Furthermore, the width of the convex portion can be appropriately adjusted within a range in which damage due to deformation of the film can be suppressed or prevented, such as 0.05 to 1 mm, preferably 0.1 to 0.8 mm. Furthermore, the interval can be adjusted accordingly.

一方、上述の変形誘導構造部は、例えばガス透過膜の支持体との接触面やガス透過膜の支持体との非接触面、支持体のガス透過膜との接触面、支持体のガス透過膜との非接触面などの面内に、凹部として設けること、更には交差しない曲線を成すような凹部として設けることもできる。
ガス透過膜の損傷を抑制ないし防止する効果を向上させる観点からは、上述の変形誘導構造部は、例えば支持体のガス透過膜との接触面や支持体のガス透過膜との非接触面の面内などに設けられた凹部を有するようにしてもよく、更には交差しない曲線を成すような凹部を有するようにしてもよい。また、このような構成とすると、ガス分離体の容積を小さくすることができるという利点がある。
なお、支持体に凹部を設ける当たっては、支持体に、例えば切削やエッチングなどの方法により、相対的に薄い部分を設ければよい。これにより、ガス透過膜に皺が形成されにくくなり、また、形成された小さい皺が連なって形成される大きな皺を形成されにくくすることができる。
また、支持体の厚みは、例えば０．０５〜１ｍｍ、好ましくは０．１〜０．８ｍｍとすることができ、相対的に薄い部分である凹部の深さは、例えば１〜２００μｍ、好ましくは１〜１００μｍとすることができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。更に、凹部の幅についても０．０５〜３ｍｍ、好ましくは０．１〜２ｍｍと膜の変形による損傷を抑制ないし防止し得る範囲で適宜調整することができる。更にまた、これらに応じてその間隔も調整できる。 On the other hand, the above-described deformation induction structure unit includes, for example, a contact surface of the gas permeable membrane with the support, a non-contact surface with the support of the gas permeable membrane, a contact surface of the support with the gas permeable membrane, and a gas permeation of the support. It can also be provided as a recess in a surface such as a non-contact surface with the film, or further as a recess that forms a curve that does not intersect.
From the viewpoint of improving the effect of suppressing or preventing damage to the gas permeable membrane, the above-described deformation induction structure portion is, for example, a contact surface of the support with the gas permeable membrane or a non-contact surface of the support with the gas permeable membrane. You may make it have a recessed part provided in the surface etc., and also you may make it have a recessed part which makes the curve which does not cross | intersect. In addition, such a configuration has an advantage that the volume of the gas separator can be reduced.
In addition, when providing a recessed part in a support body, what is necessary is just to provide a relatively thin part in a support body, for example by methods, such as cutting and an etching. As a result, it is difficult to form soot on the gas permeable membrane, and it is possible to make it difficult to form a large soot formed by a series of small soots formed.
Further, the thickness of the support can be, for example, 0.05 to 1 mm, preferably 0.1 to 0.8 mm, and the depth of the recess that is a relatively thin portion is, for example, 1 to 200 μm, preferably Although it can be set to 1-100 micrometers, it is not necessarily limited to this. Furthermore, the width of the recess can be adjusted as appropriate within a range in which damage due to deformation of the film can be suppressed or prevented from 0.05 to 3 mm, preferably 0.1 to 2 mm. Furthermore, the interval can be adjusted accordingly.

このような凸部や凹部が成す形状としては、例えば円状や楕円状、角丸四角状、円弧状などの形状を挙げることができるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。例えば、双曲線や放射線状などであってもよい。
なお、凹部の形成と凸部の形成とは、裏表の関係であり、形成するガス透過膜や支持体の大きさについて制限がない場合には、本発明においては、どちらの手段を用いてもよく、いずれの構造であっても本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。 Examples of the shape formed by such convex portions and concave portions include a circular shape, an elliptical shape, a rounded square shape, and an arc shape, but are not necessarily limited thereto. For example, it may be hyperbola or radial.
Note that the formation of the recesses and the formation of the protrusions are in a reverse relationship, and when there is no restriction on the size of the gas permeable film or the support to be formed, either means can be used in the present invention. Of course, any structure is included in the scope of the present invention.

また、支持体のガス透過膜との接触面や支持体のガス透過膜との非接触面の面内などに設けられた凹部の縁がＲ形状を有し、所定の曲率半径を有していることがガス透過膜の損傷を抑制ないし防止する効果を向上させる観点から望ましい。
上記所定の曲率半径Ｒは、例えばガス透過膜の膜厚の５倍以上とすることができ、膜厚の１０倍以上とすることが好ましい。曲率半径Ｒが膜厚の５倍未満の場合には、凹部の縁が鋭利になりガス透過膜が損傷し易くなることがある。
なお、上記同様の理由から、凸部の端がＲ形状を有し、所定の曲率半径を有していてもよい。 In addition, the edge of the concave portion provided on the surface of the support in contact with the gas permeable membrane or in the non-contact surface of the support with the gas permeable membrane has an R shape, and has a predetermined radius of curvature. It is desirable from the viewpoint of improving the effect of suppressing or preventing damage to the gas permeable membrane.
The predetermined curvature radius R can be, for example, 5 times or more of the thickness of the gas permeable membrane, and is preferably 10 times or more of the thickness. When the radius of curvature R is less than 5 times the film thickness, the edge of the recess may be sharp and the gas permeable membrane may be easily damaged.
For the same reason as described above, the end of the convex portion may have an R shape and a predetermined radius of curvature.

更に、上述の変形誘導構造部においては、ガス透過膜の支持体との非接触面及び支持体のガス透過膜との非接触面のいずれか一方又は双方が、ガス透過膜と支持体との界面部に分散して存在し、ガス透過膜の支持体との非接触面及び支持体のガス透過膜との非接触面の各面積がほぼ均一であるように形成することもできる。
このような構成とすると、ガス透過膜の変形をほぼ均一にすることができる。一方で、このような構成としない場合、例えばガス透過膜と支持体との非接触面の面積があまりに大きいと、所望の位置に変形を誘導できない結果、想定外の大きな変形が生じてガス透過膜が損傷することがある。 Furthermore, in the deformation induction structure described above, either one or both of the non-contact surface of the gas permeable membrane with the support and the non-contact surface of the support with the gas permeable membrane is formed between the gas permeable membrane and the support. It can also be formed in such a manner that the areas of the non-contact surface of the gas permeable membrane with the support and the non-contact surface of the support with the gas permeable membrane are substantially uniform.
With such a configuration, the deformation of the gas permeable membrane can be made substantially uniform. On the other hand, if such a configuration is not used, for example, if the area of the non-contact surface between the gas permeable membrane and the support is too large, deformation cannot be induced to a desired position, resulting in unexpected large deformation and gas permeation. The membrane may be damaged.

更にまた、上述の変形誘導構造部は、支持体のガス透過膜との接触面及び支持体のガス透過膜との非接触面のいずれか一方又は双方の面内に設けられた凹部を有し、その凹部の孔体積が、ガス透過膜が特定のガスを吸蔵して体積膨張する割合に応じて設けられているものであることが望ましい。
このような構成とすることにより、体積膨張に伴うガス透過膜の変形による損傷を抑制ないし防止することができる。
また、対象となるガスやガス透過膜を構成する材料などに応じて、ガス透過膜がガスを吸蔵する割合や体積膨張する割合は異なることから、例えば変形誘導構造部として設けられる凹部は、その割合に応じて間隔や大きさを適宜調整して設けることができる。詳しくは後述する。 Furthermore, the above-described deformation induction structure has a recess provided in one or both of the contact surface with the gas permeable membrane of the support and the non-contact surface with the gas permeable membrane of the support. It is desirable that the pore volume of the recess be provided in accordance with the rate at which the gas permeable membrane absorbs a specific gas and expands its volume.
By setting it as such a structure, the damage by the deformation | transformation of the gas permeable film accompanying volume expansion can be suppressed thru | or prevented.
Also, depending on the target gas, the material constituting the gas permeable membrane, etc., the ratio of the gas permeable membrane occludes gas and the rate of volume expansion differ. The interval and size can be appropriately adjusted according to the ratio. Details will be described later.

また、本発明においては、例えば特定のガスが水素である場合に、上述のガス透過膜が、パラジウム（Ｐｄ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）又はジルコニウム（Ｚｒ）、及びこれらの任意組合せに係る金属を含有する水素透過膜であるものを挙げることができる。
具体的には、パラジウム膜やパラジウム合金膜、バナジウム合金膜、ニオブ合金膜、ジルコニウム合金膜は、水素を透過させることが可能であり、水素を選択的に得ることができる。
このようなガス分離体は、例えば燃料電池や内燃機関に水素含有ガスを供給するための水素分離体として用いることができる。
燃料電池や内燃機関に水素ガスを供給するための水素分離体としては、コンパクトであり、水素ガスを安定して供給することができるかが重要である。コンパクトな水素分離体とするためには、薄膜化が重要となり、また、薄膜化する際に、例えば使用するパラジウム量を減らすことができれば、コストを低くすることができる。更に、コンパクトな水素分離体は、起動時に必要な熱量を減らすことができ、水素分離体が組み込まれるシステムの効率を高めることができる。 In the present invention, for example, when the specific gas is hydrogen, the gas-permeable membrane described above is palladium (Pd), vanadium (V), niobium (Nb), zirconium (Zr), and any combination thereof. What is a hydrogen permeable film containing the metal which concerns on this can be mentioned.
Specifically, a palladium film, a palladium alloy film, a vanadium alloy film, a niobium alloy film, or a zirconium alloy film can permeate hydrogen and can selectively obtain hydrogen.
Such a gas separator can be used, for example, as a hydrogen separator for supplying a hydrogen-containing gas to a fuel cell or an internal combustion engine.
As a hydrogen separator for supplying hydrogen gas to a fuel cell or an internal combustion engine, it is important whether it is compact and can stably supply hydrogen gas. In order to obtain a compact hydrogen separator, it is important to reduce the thickness of the film, and if the amount of palladium to be used can be reduced, for example, the cost can be reduced. Furthermore, a compact hydrogen separator can reduce the amount of heat required at startup and can increase the efficiency of the system in which the hydrogen separator is incorporated.

更に、ガス透過膜が上述の水素透過膜である場合に、上述の変形誘導構造部は、支持体の水素透過膜との接触面及び上記支持体の上記水素透過膜との非接触面のいずれか一方又は双方の面内に設けられた凹部を有し、その凹部の孔体積が、上記水素透過膜が水素を吸蔵して体積膨張する割合に応じて設けられているものであることが望ましい。
このような構成とすることにより、体積膨張に伴う水素透過膜の変形による損傷を抑制ないし防止することができる。
また、対象となるガス透過膜を構成する材料などに応じて、ガス透過膜が水素を吸蔵する割合や体積膨張する割合は異なることから、例えば変形誘導構造部として設けられる凹部は、その割合に応じて間隔や大きさを適宜調整して設けることができる。 Furthermore, when the gas permeable membrane is the hydrogen permeable membrane described above, the deformation inducing structure portion is any of the contact surface of the support with the hydrogen permeable membrane and the non-contact surface of the support with the hydrogen permeable membrane. It is desirable to have a recess provided in one or both of the surfaces, and that the pore volume of the recess is provided in accordance with the rate at which the hydrogen permeable membrane absorbs hydrogen and expands volume. .
By adopting such a configuration, damage due to deformation of the hydrogen permeable membrane accompanying volume expansion can be suppressed or prevented.
In addition, depending on the material constituting the target gas permeable membrane, the rate at which the gas permeable membrane occludes hydrogen and the rate at which the volume expands are different. Accordingly, the distance and size can be adjusted as appropriate.

具体的には、対象となる特定のガスが水素であり、水素透過膜がパラジウム膜である場合には、膜が水素を吸蔵した際の体積膨張は、一般に約１０体積％であると言われている。
このような体積膨張を吸収して、変形を抑制ないし防止するためには、凹部の孔の合計体積は水素透過膜の体積膨張分１００体積部に対して、５０〜２００体積部とすればよく、７５〜１５０体積部とすることが好ましく、９０〜１２０体積部とすることがより好ましい。５０体積部以上の場合には、膜の変形を十分に抑制することができる一方、２００体積部を超えない場合には、膜の新たな変形要因となりにくい。 Specifically, when the specific gas of interest is hydrogen and the hydrogen permeable membrane is a palladium membrane, the volume expansion when the membrane occludes hydrogen is generally said to be about 10% by volume. ing.
In order to absorb such volume expansion and suppress or prevent deformation, the total volume of the recess holes may be 50 to 200 parts by volume with respect to 100 parts by volume of the hydrogen permeable membrane. 75 to 150 parts by volume, more preferably 90 to 120 parts by volume. When the volume is 50 parts by volume or more, the deformation of the film can be sufficiently suppressed. On the other hand, when the volume does not exceed 200 parts by volume, it is difficult to cause a new deformation of the film.

更にまた、上述の支持体は、ガス透過膜を透過してきたガスが透過し得れば特に限定されるものではなく、例えば多孔質支持体であることが望ましい。多孔質支持体は、ガス透過膜の強度を補強でき、且つ透過したガスの流れを妨げ難い。
ガス透過膜の材質は、セラミック製であっても金属製であってもよいが、金属製である場合には、支持体にガス透過膜と合金を形成する可能性がある成分が含まれている場合がある。そのような場合には、支持体の表面にガス透過膜との合金化を防止するための接合防止層を設けることが望ましく、具体的には、アルミナやジルコニアなどを含有する層を表面に形成すればよい。このようなアルミナやジルコニアなどを含有する層を表面に有する支持体は、例えばスパッタやめっきすることなどにより得ることができるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。 Furthermore, the above-mentioned support is not particularly limited as long as the gas that has permeated through the gas permeable membrane can permeate. For example, a porous support is desirable. The porous support can reinforce the strength of the gas permeable membrane and hardly hinders the flow of the permeated gas.
The material of the gas permeable membrane may be made of ceramic or metal, but in the case of being made of metal, the support includes a component that may form an alloy with the gas permeable membrane. There may be. In such a case, it is desirable to provide a bonding prevention layer on the surface of the support to prevent alloying with the gas permeable membrane. Specifically, a layer containing alumina or zirconia is formed on the surface. do it. Such a support having a layer containing alumina or zirconia on its surface can be obtained, for example, by sputtering or plating, but is not necessarily limited thereto.

ここで、本発明のガス分離体を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明のガス分離体の一実施形態を示す拡大断面図である。同図に示すように、ガス分離体１は、支持体２０と、それに隣接して配設されると共に特定のガスを選択的に透過する自立膜タイプのガス透過膜１０とを備える。ガス分離体１は、ガス透過膜１０の変形を誘導できる変形誘導構造部Ａとして、支持体２０のガス透過膜１０との非接触面の面内に設けられた凹部を有する。凹部はその縁にＲ形状を有している。なお、図示しないが、この凹部は交差しない曲線を成すような凹部、即ち交差しない曲線を成すような溝を構成している。 Here, the gas separator of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view showing an embodiment of the gas separator of the present invention. As shown in the figure, the gas separator 1 includes a support 20 and a self-supporting membrane type gas permeable membrane 10 which is disposed adjacent to the support 20 and selectively transmits a specific gas. The gas separator 1 has a recess provided in a non-contact surface of the support 20 with the gas permeable membrane 10 as a deformation guiding structure portion A that can induce the deformation of the gas permeable membrane 10. The recess has an R shape at its edge. Although not shown, this recess constitutes a recess that forms a curve that does not intersect, that is, a groove that forms a curve that does not intersect.

図２は、本発明のガス分離体の一実施形態を示す分解斜視図である。同図に示すように、ガス分離体は、支持体２０と、自立膜タイプのガス透過膜１０とを備える。また、ガス分離体は図示しない変形誘導構造部を有する。
そして、ガス分離体には、矢印で示すように上方向からガスが供給され、ガス供給側と透過側とに圧力差があり、ガス供給側の圧力がガス透過側の圧力より高くなっている。 FIG. 2 is an exploded perspective view showing an embodiment of the gas separator of the present invention. As shown in the figure, the gas separator includes a support 20 and a self-supporting membrane type gas permeable membrane 10. Further, the gas separator has a deformation guiding structure portion (not shown).
The gas separator is supplied with gas from above as indicated by an arrow, there is a pressure difference between the gas supply side and the permeation side, and the pressure on the gas supply side is higher than the pressure on the gas permeation side. .

図３〜８は、ガス分離体１のガス透過膜の支持体との接触面やガス透過膜の支持体との非接触面、支持体のガス透過膜との接触面、支持体のガス透過膜との非接触面などの面内に、設けられた変形誘導構造部Ａの具体例を示す説明図である。
例えば、ガス透過膜が円形の場合には、膜にかかるひずみは、同心円状又は放射状に集中すると推測され、変形誘導構造部Ａは、図３に示すように同心円状に設けることが望ましく、図４や図５に示すように放射状に設けることも望ましい。
一方、ガス透過膜が四角形の場合には、同心円状又は対角線状にひずみが集中することが予想されるため、変形誘導構造部Ａは、図６に示すように同心円状に設けることが望ましく、図７に示すように対角線状に設けることも望ましい。また、図８に示すように、変形誘導構造部Ａを設けてもよい。
ガス透過膜が、その他の形状である場合には、ひずみがどの部分に集中し易いかを考慮して変形誘導構造部を設けることが望ましい。
なお、上記変形誘導構造部は、凹部により形成してもよく、凸部により形成してもよい。更には、凹部と凸部との組合せにより形成してもよい。 3 to 8 show the contact surface of the gas separator 1 with the support of the gas permeable membrane, the non-contact surface of the gas permeable membrane with the support, the contact surface of the support with the gas permeable membrane, and the gas permeation of the support. It is explanatory drawing which shows the specific example of the deformation | transformation induction | guidance | derivation structure part A provided in surfaces, such as a non-contact surface with a film | membrane.
For example, when the gas permeable membrane is circular, it is estimated that the strain applied to the membrane is concentrated concentrically or radially, and it is desirable that the deformation induction structure portion A be provided concentrically as shown in FIG. As shown in FIG. 4 and FIG.
On the other hand, when the gas permeable membrane is square, it is expected that the strain concentrates concentrically or diagonally. Therefore, the deformation induction structure A is preferably provided concentrically as shown in FIG. It is also desirable to provide a diagonal line as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 8, a deformation guiding structure portion A may be provided.
In the case where the gas permeable membrane has other shapes, it is desirable to provide the deformation induction structure in consideration of where the strain is likely to concentrate.
In addition, the said deformation | transformation induction | guidance | derivation structure part may be formed by a recessed part, and may be formed by a convex part. Furthermore, you may form by the combination of a recessed part and a convex part.

図９は、支持体の一実施形態を示す部分断面図である。同図に示すように、支持体２０は、図示しないガス透過膜との接触面（及び／又は非接触面）内に、凹部として設けられた変形誘導構造部Ａを有する。そして、変形誘導構造部Ａは、同心円状に設けられている。   FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing an embodiment of a support. As shown in the figure, the support 20 has a deformation guiding structure portion A provided as a recess in a contact surface (and / or non-contact surface) with a gas permeable film (not shown). And the deformation | transformation induction | guidance | derivation structure part A is provided in concentric form.

次に、本発明のガス分離体の製造方法について説明する。
上述の如く、本発明のガス分離体の製造方法は、支持体に特定のガスを選択的に透過する自立膜タイプのガス透過膜を隣接させて配設するガス分離体の製造方法であって、支持体及びガス透過膜のいずれか一方又は双方として、ガス透過膜の変形を誘導できる変形誘導構造部を形成する凹部及び凸部のいずれか一方又は双方を有するものを用いる製造方法であって、上述した本発明のガス分離体を容易に製造することができる。
なお、本発明のガス分離体の製造方法は、上述した本発明のガス分離体の好適な製造方法の一例である。したがって、上述した本発明のガス分離体は、このような製造方法により作製されたものに限定されるものではない。 Next, the manufacturing method of the gas separator of this invention is demonstrated.
As described above, the gas separator manufacturing method of the present invention is a gas separator manufacturing method in which a self-supporting membrane type gas permeable membrane that selectively permeates a specific gas is disposed adjacent to a support. And a manufacturing method using one or both of a support and a gas permeable membrane having one or both of a concave portion and a convex portion forming a deformation induction structure capable of inducing deformation of the gas permeable membrane. The gas separator of the present invention described above can be easily manufactured.
In addition, the manufacturing method of the gas separator of this invention is an example of the suitable manufacturing method of the gas separator of this invention mentioned above. Therefore, the above-described gas separator of the present invention is not limited to those manufactured by such a manufacturing method.

以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.

（実施例１）
＜支持体の準備＞
ＳＵＳ製の多孔質プレート（直径：４０ｍｍ、厚み：０．４ｍｍ）のガス透過膜に対向する面に、同心円状の溝（深さ：３０μｍ、幅：０．５ｍｍ、間隔：５ｍｍ）を設け、アルミナをスパッタして、アルミナ膜（厚み：０．５μｍ）を形成したものを支持体とした。 Example 1
<Preparation of support>
A concentric groove (depth: 30 μm, width: 0.5 mm, interval: 5 mm) is provided on the surface of the SUS porous plate (diameter: 40 mm, thickness: 0.4 mm) facing the gas permeable membrane, A support was formed by sputtering alumina to form an alumina film (thickness: 0.5 μm).

＜ガス透過膜の準備＞
パラジウム膜（直径：４０ｍｍ、厚み：１０μｍ）を水素透過膜とした。 <Preparation of gas permeable membrane>
A palladium membrane (diameter: 40 mm, thickness: 10 μm) was used as the hydrogen permeable membrane.

＜ガス分離体の作製＞
準備した支持体の溝を設けた面に、上記水素透過膜を隣接させて配設し、本例のガス分離体を得た。 <Production of gas separator>
The hydrogen permeable membrane was disposed adjacent to the surface of the prepared support where the groove was provided to obtain the gas separator of this example.

（実施例２）
＜支持体の準備＞
ＳＵＳ製の多孔質プレート（直径：４０ｍｍ、厚み：０．４ｍｍ）のガス透過膜に対向する面に、アルミナをスパッタして、アルミナ膜（厚み：０．５μｍ）を形成したものを支持体とした。 (Example 2)
<Preparation of support>
An SUS porous plate (diameter: 40 mm, thickness: 0.4 mm) on which the alumina membrane (thickness: 0.5 μm) is formed by sputtering alumina on the surface facing the gas permeable membrane is used as a support. did.

＜ガス透過膜の準備＞
水素供給側面に、凸部（形状：同心円状、厚み：１５μｍ、幅：０．５ｍｍ、間隔：５ｍｍ）を有するパラジウム膜（直径：４０ｍｍ、厚み：５μｍ）を水素透過膜とした。 <Preparation of gas permeable membrane>
A palladium membrane (diameter: 40 mm, thickness: 5 μm) having convex portions (shape: concentric, thickness: 15 μm, width: 0.5 mm, interval: 5 mm) on the hydrogen supply side surface was used as a hydrogen permeable membrane.

＜ガス分離体の作製＞
準備した支持体に、上記水素透過膜の凸部を有さない面を隣接させて配設し、本例のガス分離体を得た。 <Production of gas separator>
The surface of the hydrogen permeable membrane that does not have the convex portion was disposed adjacent to the prepared support to obtain a gas separator of this example.

（比較例１）
＜支持体の準備＞
ＳＵＳ製の多孔質プレート（直径：４０ｍｍ、厚み：０．４ｍｍ）のガス透過膜に対向する面に、アルミナをスパッタして、アルミナ膜（厚み：０．５μｍ）を形成したものを支持体とした。 (Comparative Example 1)
<Preparation of support>
An SUS porous plate (diameter: 40 mm, thickness: 0.4 mm) on which the alumina membrane (thickness: 0.5 μm) is formed by sputtering alumina on the surface facing the gas permeable membrane is used as a support. did.

＜ガス透過膜の準備＞
パラジウム膜（直径：４０ｍｍ、厚み：１０μｍ）を水素透過膜とした。 <Preparation of gas permeable membrane>
A palladium membrane (diameter: 40 mm, thickness: 10 μm) was used as the hydrogen permeable membrane.

＜ガス分離体の作製＞
準備した支持体に、上記水素透過膜を隣接させて配設し、本例のガス分離体を得た。 <Production of gas separator>
The hydrogen permeable membrane was disposed adjacent to the prepared support to obtain a gas separator of this example.

［性能評価］
上記各例の水素分離体を用い、４００℃で、１ＭＰａの水素を一定時間供給する水素透過試験を実施した。 [Performance evaluation]
Using the hydrogen separators of the above examples, a hydrogen permeation test was carried out at 400 ° C. for supplying 1 MPa of hydrogen for a certain period of time.

その結果、本発明の範囲に属する実施例１及び２においては、試験中及び試験後においてもパラジウム膜の損傷は確認されなかったが、本発明外の比較例１においては、試験後において図１０に示すような皺とともに、パラジウム膜の損傷が確認された。
また、変形誘導構造部としては、支持体のガス透過膜との接触面や非接触面に凹部を有するものやガス透過膜の支持体との非接触面に凸部を有するものが有効であることが確認された。 As a result, in Examples 1 and 2 belonging to the scope of the present invention, damage to the palladium film was not confirmed during and after the test, but in Comparative Example 1 outside the present invention, FIG. In addition to the soot as shown in Fig. 1, damage to the palladium film was confirmed.
Further, as the deformation induction structure portion, those having a concave portion on the contact surface or non-contact surface with the gas permeable membrane of the support and those having a convex portion on the non-contact surface with the support of the gas permeable membrane are effective. It was confirmed.

以上、本発明を若干の実施形態及び実施例により詳細に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
上記の実施形態や実施例においては、水素を供給する場合について説明したが、燃料電池に適用するときのように、水素を含む改質ガスを供給する場合についても適用することができ、内燃機関に適用するときのように、水素を含む燃料ガスを供給する場合についても適用することができる。 As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail by some embodiment and an Example, this invention is not limited to these, A various deformation | transformation is possible within the range of the summary of this invention.
In the above-described embodiments and examples, the case of supplying hydrogen has been described. However, the present invention can also be applied to the case of supplying a reformed gas containing hydrogen as applied to a fuel cell. The present invention can also be applied to the case where a fuel gas containing hydrogen is supplied as in

本発明のガス分離体の一実施形態を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing one embodiment of a gas separation object of the present invention. 本発明のガス分離体の一実施形態を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows one Embodiment of the gas separator of this invention. 変形誘導構造部の第１の具体例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 1st specific example of a deformation | transformation induction | guidance | derivation structure part. 変形誘導構造部の第２の具体例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 2nd specific example of a deformation | transformation induction | guidance | derivation structure part. 変形誘導構造部の第３の具体例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 3rd specific example of a deformation | transformation induction | guidance | derivation structure part. 変形誘導構造部の第４の具体例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 4th specific example of a deformation | transformation induction | guidance | derivation structure part. 変形誘導構造部の第５の具体例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 5th example of a deformation | transformation induction | guidance | derivation structure part. 変形誘導構造部の第６の具体例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 6th specific example of a deformation | transformation induction | guidance | derivation structure part. 支持体の一実施形態を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing one embodiment of a support. 比較例１のパラジウム膜の損傷状態を示す概略図である。6 is a schematic view showing a damaged state of a palladium film of Comparative Example 1. FIG. 従来の自立膜タイプのガス分離膜を備えたガス分離体において損傷が発生する過程の断面状態を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the cross-sectional state of the process in which damage generate | occur | produces in the gas separator provided with the conventional self-supporting membrane type gas separation membrane.

符号の説明Explanation of symbols

１ ガス分離体
１０，５０ ガス透過膜
２０，６０ 支持体
Ａ 変形誘導構造部 1 Gas Separator 10, 50 Gas Permeation Membrane 20, 60 Support A A Deformation Inducing Structure

Claims (11)

支持体と、該支持体に隣接して配設されると共に特定のガスを選択的に透過する自立膜タイプのガス透過膜と、を備えるガス分離体であって、
上記ガス透過膜の変形を誘導できる変形誘導構造部を有することを特徴とするガス分離体。 A gas separator comprising: a support; and a self-supporting membrane type gas permeable membrane that is disposed adjacent to the support and selectively permeates a specific gas,
A gas separator having a deformation induction structure capable of inducing deformation of the gas permeable membrane. 上記変形誘導構造部が、上記ガス透過膜の上記支持体との接触面、上記ガス透過膜の上記支持体との非接触面、上記支持体の上記ガス透過膜との接触面及び上記支持体の上記ガス透過膜との非接触面のうち少なくとも１つの面内に、交差しない曲線を成すように設けられていることを特徴とする請求項１に記載のガス分離体。   The deformation guiding structure includes a contact surface of the gas permeable membrane with the support, a non-contact surface of the gas permeable membrane with the support, a contact surface of the support with the gas permeable membrane, and the support. The gas separator according to claim 1, wherein the gas separator is provided so as to form a curve that does not intersect in at least one of the non-contact surfaces with the gas permeable membrane. 上記変形誘導構造部が、上記ガス透過膜の上記支持体との接触面及び上記ガス透過膜の上記支持体との非接触面のうち少なくとも１つの面内に設けられた凸部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のガス分離体。   The deformation induction structure includes a convex portion provided in at least one of a contact surface of the gas permeable membrane with the support and a non-contact surface of the gas permeable membrane with the support. The gas separator according to claim 1 or 2, characterized in that 上記変形誘導構造部が、上記支持体の上記ガス透過膜との接触面及び上記支持体の上記ガス透過膜との非接触面のうち少なくとも１つの面内に設けられた凹部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載のガス分離体。   The deformation induction structure has a recess provided in at least one of a contact surface of the support with the gas permeable membrane and a non-contact surface of the support with the gas permeable membrane. The gas separator according to any one of claims 1 to 3. 上記凹部の縁がＲ形状を有し、所定の曲率半径を有していることを特徴とする請求項４に記載のガス分離体。   The gas separator according to claim 4, wherein an edge of the recess has an R shape and has a predetermined radius of curvature. 上記ガス透過膜の上記支持体との非接触面及び／又は上記支持体の上記ガス透過膜との非接触面が、上記ガス透過膜と上記支持体との界面部に分散して存在し、
上記ガス透過膜の上記支持体との非接触面及び／又は上記支持体の上記ガス透過膜との非接触面の各面積がほぼ均一であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項に記載のガス分離体。 The non-contact surface of the gas permeable membrane with the support and / or the non-contact surface of the support with the gas permeable membrane are dispersed in the interface between the gas permeable membrane and the support,
6. Each area of the non-contact surface of the gas permeable membrane with the support and / or the non-contact surface of the support with the gas permeable membrane is substantially uniform. The gas separator according to one item. 上記変形誘導構造部が、上記支持体の上記ガス透過膜との接触面及び上記支持体の上記ガス透過膜との非接触面のうち少なくとも１つの面内に設けられた凹部を有し、
上記凹部の孔体積が、上記ガス透過膜が上記特定のガスを吸蔵して体積膨張する割合に応じて設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つの項に記載のガス分離体。 The deformation induction structure has a recess provided in at least one of a contact surface of the support with the gas-permeable membrane and a non-contact surface of the support with the gas-permeable membrane;
The hole volume of the concave portion is provided in accordance with a rate at which the gas permeable membrane absorbs the specific gas and expands in volume, The method according to any one of claims 1 to 6, Gas separator. 上記特定のガスが水素であり、上記ガス透過膜が、パラジウム、バナジウム、ニオブ及びジルコニウムから成る群より選ばれた少なくとも１種の金属を含有する水素透過膜であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つの項に記載のガス分離体。   The specific gas is hydrogen, and the gas permeable membrane is a hydrogen permeable membrane containing at least one metal selected from the group consisting of palladium, vanadium, niobium and zirconium. The gas separator according to any one of items 7 to 7. 上記変形誘導構造部が、上記支持体の上記水素透過膜との接触面及び上記支持体の上記水素透過膜との非接触面のうち少なくとも１つの面内に設けられた凹部を有し、
上記凹部の孔体積が、上記水素透過膜が水素を吸蔵して体積膨張する割合に応じて設けられていることを特徴とする請求項８に記載のガス分離体。 The deformation induction structure has a recess provided in at least one of a contact surface of the support with the hydrogen permeable membrane and a non-contact surface of the support with the hydrogen permeable membrane;
The gas separator according to claim 8, wherein the pore volume of the concave portion is provided in accordance with a rate at which the hydrogen permeable membrane absorbs hydrogen and expands in volume. 上記支持体が、多孔質支持体であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つの項に記載のガス分離体。   The gas separator according to any one of claims 1 to 9, wherein the support is a porous support. 支持体に特定のガスを選択的に透過する自立膜タイプのガス透過膜を隣接させて配設するガス分離体の製造方法であって、
上記支持体及び／又は上記ガス透過膜として、上記ガス透過膜の変形を誘導できる変形誘導構造部を形成する凹部及び／又は凸部を有するものを用いることを特徴とするガス分離体の製造方法。 A gas separator manufacturing method in which a self-supporting membrane type gas permeable membrane that selectively permeates a specific gas through a support is disposed adjacent to the support,
A method for producing a gas separator using the support and / or the gas permeable membrane having a concave portion and / or a convex portion forming a deformation induction structure capable of inducing deformation of the gas permeable membrane. .
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