100℃前後の低温領域で使用可能なPd水素透過膜、水素センサー高精度化に貢献：材料技術

田中貴金属工業は、100℃前後の低温領域で使用可能なパラジウム（Pd）水素透過膜「HPM-L111」を開発した。

[遠藤和宏，MONOist]

　田中貴金属の産業用貴金属事業を展開する田中貴金属工業は2026年3月5日、100℃前後の低温領域で使用可能なパラジウム（Pd）水素透過膜「HPM-L111」の開発に成功したと発表した。

パラジウム水素透過膜「HPM-L111」［クリックで拡大］ 出所：田中貴金属

　同製品は、100℃前後の低温領域において高い水素透過性能を示す世界初の金属膜だという。サンプル提供は2026年3月5日以降に開始する。提供枚数については、約100枚／月までの対応が可能となる。

　パラジウム水素透過膜は、水素を吸蔵／透過させる特性を持つパラジウム合金を薄膜化した製品で、高純度水素の分離／精製に使用される。一般的に、金属膜で水素透過を実現しようとすると高温（300℃以上）で使用する必要がある。

機器内に発生する水素を高速除去

　従来品の「PdCu40（パラジウム含有率が60％、銅含有率が40％の合金）」は、PdCu系合金膜の中で最高水準の水素透過性能を有している。しかし、本来の性能を発揮するためには400℃前後の高温領域で運用しなければならず、加熱設備などの追加に伴うコスト増が課題だった。

「PdCu40」（左）とHPM-L111（右）の断面図［クリックで拡大］ 出所：田中貴金属

　一方、近年は水素関連技術の発展に伴い、100℃以下の低温領域で金属膜を用いた水素透過のニーズが高まっている。しかし、金属膜は一般的に、200℃以下になると表面から内部への水素侵入速度が低下するため、従来の金属膜では水素透過性能が低下し、実用化の課題となっていた。

　そこで、田中貴金属工業はHPM-L111を開発した。HPM-L111は、田中貴金属が長年の貴金属素材研究開発で培った独自の表面処理技術を採用している。これにより、膜表面に微細な凹凸構造を形成し、比表面積を拡大することで、水素の侵入速度を高め、100℃以下の低温領域における水素透過性能の向上を実現した。

HPM-L111と従来品の比較および推奨用途一覧［クリックで拡大］ 出所：田中貴金属

　具体的には、100℃前後の低温領域で、高い水素透過性能を発揮する他、高純度の水素精製が可能だ。さらに、機器内に発生する水素除去を高速で行える。

　100℃以下の低温領域における高純度な水素透過用途として、水素センサー、燃料電池、真空装置の水素除去などが想定される。水素センサーでは、不要なガスを遮断することで検知精度の向上に貢献。真空装置などでは、常温／低温に近い稼働環境を維持したまま内部の水素除去を可能にする。

　加えて、これまで必要だった300℃以上の加熱プロセスを不要とし、加熱エネルギーの削減を通じてカーボンニュートラルの実現に役立つ。

HPM-L111の水素透過係数の温度依存性［クリックで拡大］ 出所：田中貴金属

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