東レ：水素分離膜モジュール：透過純度98%を実現（動画）：
Toray: Hydrogen Separation Membrane Module: a permeation purity of 98%:
东丽：氢分离膜模块：实现 98% 的渗透纯度：
ー水素分離膜がH2分子とそれ以外の気体分子に分離ー
1月19日
東レ：
水素（H2）を選択的に透過する水素分離膜モジュールを開発したと発表した。
水素分離膜モジュール：
- このモジュールに圧縮混合ガスを通すと、
- 充填された水素分離膜がH2分子と、
- それ以外の気体分子に分離する。
分離膜の透過純度は98%で、世界最高レベルだ。
膜の透過純度向上：
- 膜の透過純度向上したことで、
- 従来必要だった複数回のろ過が不要で、
CO2排出量、電力使用量を、結果として50%以上削減できるという。
燃料自動車などのモビリティーや、水蒸気改質などの不純物除去での展開を見込んでいる。
ポリアミド製水素分離膜：
この水素分離膜はポリアミド製。
膜の透過純度を、逆浸透（RO）膜で培った細孔の精密設計技術で向上した。
水素分離膜の特長：
「ヘリウム（He）の次に小さいH2分子」を通すことができる。
それよりも大きい分子は、通ることができない。
サイズの細孔を規則的に配置したという。
孔径の値は非公開：
- H2分子径0.29ナノメートルよりは大きい。
- CO2分子径0.33ナノメートルよりは小さい。
水素親和性材料を膜の材料として取り入れ、選択性をより高めた。
分離プロセスの簡略化：
2回以上のろ過をしなくても、純度を上げられる。
分離プロセスを簡略化でき、消費エネルギーを減らすメリットが生まれた。
モジュール使用時の流れ：
- モジュールに混合ガスを入れる。
- 混合ガスは、まずは供給側流路材を通る。
- H2分子のみが、膜を通過して透過側流路材へと移動する。
その結果、他のガスと分離される。
モジュール設計を工夫：
モジュール単位体積当り処理量を、増加させた。
膜の面積を従来の2倍に増やし、流路材の流動抵抗を5分の1に減らした。
- 膜自体の性能向上の効果もあり、
- モジュール本数を4分の1に減らしても、
- 同じ性能が出るという。
水素分離膜の用途：
実用例として、燃料電池車や、COが混入しやすい水蒸気改質などを挙げる。
「2027年ごろ実用化を目安としている」
日本経済新聞
https://www.nikkei.com/article/DGXZQOUC211000R20C22A1000000/
Toray Creates High Polymeric Separation Hydrogen Permeation Membrane Module that More than Halves the Space and Carbon Dioxide Emissions
TORAY Tokyo, Japan,
January 19, 2022
Toray Industries, Inc., announced today that it has developed a polymeric separation membrane module that can selectively and efficiently permeate hydrogen from mixed gases containing that chemical element.
This module more than halves the carbon dioxide emissions of hydrogen purification processes and the number of modules.
Toray will accelerate research and technical development to help create a hydrogen economy.
The company recently used a technology
that it cultivated with reverse osmosis membranes to develop a separation membrane with a highly controlled pore structure by deploying a material with a high hydrogen affinity.
Toray used this membrane
to attain a hydrogen permeation purity of 98%, which is unmatched anywhere.This technology
can boost permeated hydrogen purity with a single separation instead of the several required with regular modules and cuts initial investment expenditure.It also reduces energy consumption and can cut the carbon dioxide emissions of conventional separation membrane modules (Figure 1) by more than 50%.
Latest News | Toray Industries, Inc.
https://www.toray.com/global/news/details/20220121144239.html