JP5342750B2 - 水素分離装置及び燃料電池 - Google Patents
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Description
請求項1は、無機酸化物、カーボン、及び/又は無機窒化物を材料として形成されてなり、両端若しくは一端を開口する筒形状を有し、又は板形状を有する多孔質支持体と、
前記多孔質支持体の表面を被覆し、前記多孔質支持体の表面に向って粒子が大きくなる傾斜構造を有し、かつ水素が選択的に透過することのできる水素透過膜とを備えて成り、前記水素透過膜は、パラジウム、パラジウム合金、周期律表第5族元素、及び/又は前記元素を含む合金により形成され、無電解めっき法により形成された膜を400〜1000℃で熱処理する工程を少なくとも2回行うことにより形成されて成ることを特徴とする水素分離装置であり、
請求項2は、前記水素透過膜は、水素透過膜全体が同一成分で形成されて成ることを特徴とする前記請求項1に記載の水素分離装置であり、
請求項3は、前記多孔質支持体の表面をバリア層が被覆し、かつ前記バリア層の表面を水素透過膜が被覆することを特徴とする前記請求項1又は2に記載の水素分離装置であり、
請求項4は、前記水素透過膜は、その一部又は全部がパラジウム又はパラジウムを含有する合金であることを特徴とする前記請求項1〜3のいずれか1項に記載の水素分離装置であり、
請求項5は、前記請求項1〜4のいずれか1項に記載の前記水素分離装置で分離される水素を燃料として電力を取り出すことのできる燃料電池である。
酸化ニッケル60質量部と、イットリア8モル%を固溶させたジルコニア(以下、イットリアを固溶させたジルコニアを「YSZ」、8モル%固溶させた場合は「8YSZ」と称することがある)40質量部とを混合した。更に造孔剤として黒鉛粉を混合して混合物を得た。この混合物を押出成形によって、有底円筒管(多孔質支持体と称されることになる)を成形した。有底円筒管が充分に乾燥した後に、脱脂処理を行い、1400℃で1時間焼成してNi−YSZサーメットで形成された触媒機能を有する多孔質支持管2を得た。
実施例2では、実施例1の1回目の熱処理を700℃で3時間とした以外は、実施例1と同様の条件で水素分離装置1を作製した。
実施例3では、実施例1の1回目の熱処理を600℃で3時間とした以外は、実施例1と同様の条件で水素分離装置1を作製した。
比較例では、実施例1の1回目の熱処理を行わないとした以外は、実施例1と同様の条件で水素分離装置を作製した。
2 多孔質支持体
3 水素透過膜
4 バリア層
5 コーティング層
6 枠体
7 原料ガス導入部
8 水素ガス導入部
9 シール部材
10 燃料電池
11 カソード層
12 接続端子
13 電解質層
14 電池部
15 カソードガス導入部
16 アノード層
17 取付部
Claims (5)
- 無機酸化物、カーボン、及び/又は無機窒化物を材料として形成されてなり、両端若しくは一端を開口する筒形状を有し、又は板形状を有する多孔質支持体と、
前記多孔質支持体の表面を被覆し、前記多孔質支持体の表面に向って粒子が大きくなる傾斜構造を有し、かつ水素が選択的に透過することのできる水素透過膜とを備えて成り、
前記水素透過膜は、パラジウム、パラジウム合金、周期律表第5族元素、及び/又は前記元素を含む合金により形成され、無電解めっき法により形成された膜を400〜1000℃で熱処理する工程を少なくとも2回行うことにより形成されて成ることを特徴とする水素分離装置。 - 前記水素透過膜は、水素透過膜全体が同一成分で形成されて成ることを特徴とする前記請求項1に記載の水素分離装置。
- 前記多孔質支持体の表面をバリア層が被覆し、かつ前記バリア層の表面を水素透過膜が被覆することを特徴とする前記請求項1又は2に記載の水素分離装置。
- 前記水素透過膜は、その一部又は全部がパラジウム又はパラジウムを含有する合金であることを特徴とする前記請求項1〜3のいずれか1項に記載の水素分離装置。
- 前記請求項1〜4のいずれか1項に記載の前記水素分離装置で分離される水素を燃料として電力を取り出すことのできる燃料電池。
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