| 研究概要 |
本研究はLaN_<15>を代表とする種々の水素吸蔵合金のアモルファス薄膜を用いて、水素ー一酸化炭素混合気体より水素を高純度・高効率で回収すする分離膜を開発しようとするものである。またそれらの膜の水素吸収能におよぼす一酸化炭素の影響についても調べる。1.4μmのアモルファスLaNi_5膜を368K,2.0×10^6PaのH_2(50mol%)ーCO(50mol%)混合ガス中に12h放置すると約30%の吸収水素量の低下が見られたが、結晶性バルクと比較すると水素中のCOに対して大きな耐性を有していることがわかった。水素透過性のポリイミド膜上にNi,LaNi_5を順次形成させた複合膜のCOーH_2分離能を調べたところ、供給ガス中の50mol%の水素はこの膜を透過することにより98mol%以上に濃縮されることが確認された。ガス透過係数の温度依存性から水素透過に関する見かけの活性化エネルギ-を求めたところ、343〜388Kの高温域では30KJ/molH_2であるが、318〜343Kの低温域においては14KJ/molH_2に減少することがわかった。水素透過係数の向上を目指し、LaNi_5の代わりにCaーNi合金膜を用いた水素分離膜を作製し、そのCOーH_2分離能を調べた。この膜のガス透過速度は合金組成がCaNi_<4.2>の場合、LaNi_5多層膜の約4倍大きいことが示された。水素圧力ー組成ー温度(PーCーT)曲線の熱力学的解析より、アモルファスLaNi_<5.0>膜中の水素は結晶性試料の場合とは異なり、H/M〓0.8の水素濃度を境に、低濃度側と高濃度側で違った環境にあることが示唆された。
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