300℃で使用可能なパラジウム合金水素透過膜を開発：高純度水素精製で加熱設備が不要

田中貴金属工業は、300℃という低温領域で使用できるパラジウム（Pd）合金水素透過膜を開発、サンプル出荷を始める。高純度の水素精製工程で、加熱用の設備を追加する必要がなくなり、設備コストの削減につながるとみている。

[馬本隆綱，EE Times Japan]

PdCu39に着目、独自の熱処理法で完全なbcc相を実現

　田中貴金属工業は2025年9月、300℃という低温領域で使用できるパラジウム（Pd）合金水素透過膜を開発、サンプル出荷を始めると発表した。高純度の水素精製工程で、加熱用の設備を追加する必要がなくなり、設備コストの削減につながるとみている。

　高純度の水素を精製するには、メタノール水から生成した水素ガスを、水素透過膜が組み込まれたモジュールで精製するのが一般的である。ところが、PdCu系合金膜のなかで水素透過性能が最も高いといわれるPd含有率60％、Cu含有率40％の合金「PdCu40」は、400℃以上の温度領域でないとその性能が発揮されないという。このため従来は加熱用の設備を新たに導入するなど、追加の対応が必要であった。

PdCu39の外観とPd系水素透過膜による水素透過メカニズム［クリックで拡大］ 出所：田中貴金属工業

　そこで今回は、Pd含有率61％、Cu含有率39％の合金「PdCu39」に着目した。独自の熱処理方法を用いることで、完全なbcc相（体心立方格子構造を持つ金属の相）を実現することが可能となった。これにより、高い水素透過性能を備えつつ、300℃前後の低温で水素を精製できるPd合金水素透過膜の開発に成功した。

左はPdCu合金のPd／Cu比率と水素透過係数＠300℃。右は水素透過性能の温度依存性［クリックで拡大］ 出所：田中貴金属工業

PdCu39の熱処理条件によるbcc相／fcc相比率の差異［クリックで拡大］ 出所：田中貴金属工業

　なお、評価用サンプル品は板厚が最小10μm、板幅が最大120mmのシート状（角や円）で提供される。