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Establishment of palladium thin membrane preparation method onto porous SUS introduced pore control layer for high hydrogen diffusion

Research Project

Project/Area Number 16K06828
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Properties in chemical engineering process/Transfer operation/Unit operation
Research InstitutionThe University of Tokushima

Principal Investigator

KATOH Masahiro  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 准教授 (80274257)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 杉山 茂  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (70175404)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2018: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywordsパラジウム膜 / 水素高速拡散 / シリカ中間層 / 球状シリカ微粒子 / 耐久性向上 / ゼオライト中間層 / アルカリ処理 / 膜分離
Outline of Final Research Achievements

In this study, spherical silica powders introduced as a pore control layer to a porous SUS support with average pore diameter; 0.5 micrometer; having wide pore distribution. The thickness of palladium membrane electro-less plated was 10.9 micrometer and the membrane showed high hydrogen permeance and the durability.
For having thinner palladium membrane, the particle size and the amount of introduced silica particles were optimized for porous SUS support with average pore diameter; 0.2 micrometer. The thickness of membrane reduced to 1/3 times, the hydrogen permeance increased three times and high hydrogen diffusion was achieved. As the result, the optimized introduction method of spherical silica powders to porous SUS supports was established as the preparation technic of thin palladium membrane.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

水素社会の実現にはいくつかの方策がある。我々が注目する「オンサイト水素製造」では、パラジウム(Pd)膜をベースとした膜型水素製造器の開発が進められている。しかし、Pdの価格は昨今高騰しており、高い水素透過性を得るためにも薄膜化が求められる。そこで、本研究でこの薄膜化を実現するために確立した「支持体細孔をセラミックス系微粒子で制御する技術」は微粒子工学の観点からも意義深い。さらに、「制御された支持体表面へのPdの薄膜化技術」は社会実装可能な技術の提案という点から社会的意義が大きい。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2019 2018 2017 2016 Other

All Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Presentation] アナタース型チタニア微粒子の導入により表面を平滑化した多孔質SUS管へのPd薄膜形成2019

    • Author(s)
      稲津佳希・大南紘太・加藤雅裕・霜田直宏・杉山茂
    • Organizer
      第21回化学工学会学生発表会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 水素の拡散性向上をめざした種々のセラミックス系中間層を導入した多孔質SUS管へのPd薄膜形成2019

    • Author(s)
      上嶋朋恵・加藤雅裕・霜田直宏・杉山茂
    • Organizer
      化学工学会第84年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 細孔径の異なる多孔質SUS管型支持体へのシリカ系微粒子の導入によるPd薄膜形成2018

    • Author(s)
      森口実・加藤雅裕・霜田直宏・杉山茂
    • Organizer
      化学工学会第50回秋季大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ルチル型チタニア微粒子の導入により表面を平滑化した多孔質SUS管へのPd薄膜形成2018

    • Author(s)
      大南紘太・杉浦光・加藤雅裕・霜田直宏・杉山茂
    • Organizer
      化学工学会第50回秋季大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ルチル型チタニア微粒子の分散性が多孔質SUS表面の平滑化に与える影響2018

    • Author(s)
      大南紘太・加藤雅裕・霜田直宏・杉山茂
    • Organizer
      第12回中国四国若手CE合宿
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ゼオライト膜への水蒸気もしくはエタノールの吸着ならびに透過挙動を評価する装置の試作2018

    • Author(s)
      野村実由・加藤雅裕・霜田直宏・杉山茂・仲井和之
    • Organizer
      第32回日本吸着学会研究発表会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 多孔質SUS管型支持体上に成膜されたゼオライト膜へのガスの吸着および透過挙動の評価2018

    • Author(s)
      野村実由・加藤雅裕・霜田直宏・杉山茂・仲井和之
    • Organizer
      化学工学会中国四国・関西支部合同徳島大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 多孔質SUS管上に製膜したPd膜の水素透過性向上をめざしたシリカライト中間層の形成条件の検討2017

    • Author(s)
      髙谷真弘・加藤雅裕・馬場雄三・杉山茂
    • Organizer
      化学工学会第82年会
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学(東京都港区)
    • Year and Date
      2017-03-06
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 多孔質SUS管上に製膜したPd膜の水素拡散性向上をめざしたシリカライト中間層へのアルカリ処理2017

    • Author(s)
      上嶋朋恵・髙谷真弘・加藤雅裕・馬場雄三・杉山茂
    • Organizer
      第19回化学工学会学生発表会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • Year and Date
      2017-03-04
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] パラジウム膜の水素拡散性向上をもらたすシリカライト中間層のアルカリ処理条件の検討2017

    • Author(s)
      上嶋朋恵・加藤雅裕・杉山茂
    • Organizer
      第11回中四国若手CE合宿
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 市販の球状シリカ微粒子を中間層として導入した多孔質SUS管へのPd薄膜形成2017

    • Author(s)
      杉浦光・加藤雅裕・杉山茂
    • Organizer
      化学工学会第49回秋季大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Preparation of palladium thin membrane over porous SUS tube introduced double intermediate layers with NaA zeolite and alumina2016

    • Author(s)
      Yuki Sanada, Yusuke Minato, Masahiro Katoh, Yuzo Baba, Shigeru Sugiyama
    • Organizer
      The 29th International Symposium on Chemical Engineering
    • Place of Presentation
      Sheraton Grande Ocean Resort, Miyazaki, Japan
    • Year and Date
      2016-12-02
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] シリカとアルミナの複層化した中間層を導入した多孔質SUS管へのPd薄膜形成2016

    • Author(s)
      杉浦光・港勇介・加藤雅裕・馬場雄三・杉山茂
    • Organizer
      化学工学会第48回秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学常三島キャンパス(徳島県徳島市)
    • Year and Date
      2016-09-06
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Remarks] 徳島大学/教育研究者総覧 加藤雅裕

    • URL

      http://pub2.db.tokushima-u.ac.jp/ERD/person/10695/profile-ja.html

    • Related Report
      2018 Annual Research Report 2017 Research-status Report 2016 Research-status Report

URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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