Новый фильтр поможет упростить производство водорода

Учёные из Массачусетского технологического института предложили новую конструкцию мембраны на основе палладия, которая устойчива к более высоким температурам и может повысить эффективность производства водорода.

Палладий давно рассматривается как перспективный материал для фильтрации газовых смесей: он пропускает только молекулы водорода, выступая своеобразным «привратником» между газами. В настоящее время мембраны из палладия применяются на коммерческом уровне для получения чистого водорода в полупроводниковой, пищевой и удобрительной промышленности — но лишь при умеренных температурах, так как при нагреве выше примерно 800К плёнки разрушаются.

Новое решение состоит не в том, чтобы сделать сплошную плёнку, а в том, чтобы заполнять поры опорного материала «пробками» из палладия. Эта структура сохраняет стабильность при температурах до 1000 К даже после 100 часов работы, в отличие от традиционных мембран, которые начинают деградировать выше 800К.

Преимущество новой конструкции заключается в потенциальной интеграции мембран непосредственно в реакторы пароводородной реформы или крекинга аммиака — процессы, которые традиционно требуют предварительного охлаждения газовой смеси перед разделением. Сокращение таких этапов позволило бы уменьшить сложность систем, снизить расходы и повысить компактность установок.

Авторы также подчёркивают, что их результаты — это лишь отправная точка: потребуется дальнейшая разработка и испытания, чтобы мембрана выдерживала длительную эксплуатацию в суровых условиях.

Коллектив ученых опубликовал результаты своих экспериментов в журнале Advanced Functional Materials.