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TANAKA PRECIOUS METAL TECHNOLOGIES 成功开发出可在300℃的低温下使用的高性能钯合金氢透过膜
~扩充高纯度氢气提纯所必需的钯合金氢透过膜的产品阵容,无需额外设备,有助于延缓设备老化并降低能源成本~
2025年9月12日
专注于工业用贵金属展开业务的TANAKA PRECIOUS METAL TECHNOLOGIES Co., Ltd.宣布,成功开发出了可在300℃左右的低温范围使用的钯(Pd)合金氢透过膜。本产品的特点是在保持高氢透过性能的同时,实现了更低的使用温度,相较于以往产品更具优势。本产品的样品预计将于2025年9月15日起开始提供。
此外,该成果将于2025年9月17日至19日,在北海道大学举行的公益社团法人日本金属学会“2025年秋季(第177届)演讲大会”上进行学会发表。

<钯合金氢透过膜(PdCu39)>
在PdCu类合金膜中,PdCu40(钯含量率为60%,铜含量率为40%的合金)被认为拥有更高的氢透过性能。然而,要利用PdCu40提纯氢气,需要在400℃左右的高温下进行使用。TANAKA聚焦于PdCu氢透过膜中的钯含量比例,成功地利用PdCu39(钯含量率为61%,铜含量率为39%的合金)发挥出了PdCu类氢透过膜的最大性能。
迄今为止,人们尚未认识到PdCu39更高的氢透过能力。这是因为即使混有较为少量的fcc相(※1),也会导致氢透过性能显著下降,而将其完全转化为bcc相(※2)则非常困难。但此次,TANAKA凭借其在贵金属材料领域长期积累的研发经验和技术洞察,确立了一种创新性的热处理工艺,,可以获得完全的bcc相,从而实现了本产品的商品化。

<利用钯类氢透过膜的氢气选透机制>
随着近年来氢提纯相关技术的不断进展,市场对在比以往更低温度下反应的氢透过金属膜的需求正在增加。传统的高纯度氢气提纯方式,通常是利用内置氢透过膜的模块来提纯由甲醇水生成的氢气。然而,在此过程中,由甲醇水生成氢时的温度在300℃左右,而现有氢透过膜在400℃以上的高温下才能展现其性能,因此需要额外配置加热设备,这不仅提高了成本,同时,加热环境中产生的杂质气体也成为一个必须应对的重要技术课题。
本产品可在约300℃的低温下实现氢气提纯,因此无需额外的加热设备,比以往更能抑制设备的氧化。此外,还可望有助于降低电力和CO2等能源成本。
■本产品的特长
・可在300℃左右的低温下高效发挥性能
・通过实现完全的bcc相结构,而具备有更高的氢透过性能
・无针孔缺陷
・无需追加加热设备,有效减少加热过程中的设备氧化问题
・与其他技术相比,可期实现氢气提纯设备的小型化

<PdCu合金的Pd/Cu比率与氢透过性能@300℃>

<氢透过性能的温度依赖性>

<由PdCu39的热处理条件造成的bcc相/fcc相比率的差异>
■对应范围(评价用的试制样表)
板厚 | 板宽 | 形状 |
最薄达10µmT | 最宽达120mm | 薄片状(方、圆等) |
20250912_TANAKA PRECIOUS METAL TECHNOLOGIES 成功开发出可在300℃的低温下使用的高性能钯合金氢透过膜.pdf
(※1)fcc相:是指具有面心立方晶格结构(face centered cubic)的金属相。
(※2)bcc相:是指具有体心立方晶格结构(body centered cubic)的金属相。