株式会社ＫＲＩ（社長：中芝明雄）は、大阪大学大学院　西山憲和助教授との共同研究^１)により、塗布型の水素分離膜作製法を開発し、高い水素分離能があることを確認しました。
  当社は今後、本基本技術を用いて、材料メーカーやデバイスメーカ等と共に３年後の実用化を目指したマルチクライアントプロジェクトを年内に立ち上げ、実用化研究を行っていく予定です。

背景

  地球温暖化の大きな要因となっている二酸化炭素の削減については、省エネルギー対策の他に、クリーンエネルギーへの転換についても様々な分野で取組みがなされています。
  現状の社会システムを活かした水素エネルギー供給システムの一つとして、天然ガスやメタノールを改質することによる水素製造方法があります。
この改質プロセスにおいて重要な働きをするのが水素分離膜です。
  従来の水素分離膜では、水素のみを完全に透過する膜としては唯一パラジウム²⁾等の貴金属を材料に用いたものがありますが、材料が高価であること、水素によって劣化が進み性能が長く保てないこと等、課題を抱えています。
  一方、パラジウム以外の安価な材料を用いる方法として、主に多孔質³⁾無機膜や高分子膜を用いた水素分離膜の開発も進められています。
しかし、水素以外の分子も透過することから、特に燃料電池に使われる触媒の劣化要因となる一酸化炭素を透過させないパラジウム膜並みの水素分離性能にいかに近づけるかが大きな課題となっています。

今回の成果と特徴

  当社は、大阪大学大学院基礎工学研究科の西山憲和助教授との共同研究により、塗布型の水素分離膜作製法を開発し、高い水素分離能があることを確認しました。
  この水素分離膜は、安価なゼオライト粉末を溶解してから塗布により製膜するものです。
  溶解により得られるアモルファス⁴⁾なアルミノシリケート骨格⁵⁾が水素より大きい分子を透過しない大きさであることに着目し、常温で一酸化炭素混合ガスおよび窒素混合ガスによる水素分離能を確認したところ、多孔質無機膜では初めてパラジウム並みに高い水素分離能を得ることに成功しました。
  今回開発した水素分離膜の特徴は次の通りです。

1）  安価な材料を用いた簡便な製膜法（塗布法）である
    ・１０μの厚さで均一に製膜できる
2）  パラジウム並みの水素選択能を有する（常温）
    ・従来の多孔質無機膜と比較して約１００倍

  この手法を用いれば、従来困難であったハニカム構造⁶⁾や凹凸多形のような複雑な形状の基板にも製膜できることから、分離膜の表面積をより大きくすることで、水素分離の高効率化かつ製膜基板の小型化を図ることが可能になります。
  また､製膜法が簡便なので、基板の大型化にも対応可能です。

  当社は今後、今秋中に材料メーカーやデバイスメーカー等複数社を募りマルチクライアントプロジェクトを立ち上げ、製膜プロセス、高温影響評価・解析等による最適化研究を経て、３年後の実用化を目指した受託研究を行っていく予定です。

  なお、本手法は、塗布で１０μ厚でも均一に製膜できることから、ディスプレイ等に使われるハードコートやガスバリア膜等、他の用途にも展開できる可能性があります。