(57)【要約】【課題】改質触媒兼支持体の支持体として緻密中空支持体を用い、また水素分離膜の支持体として改質触媒兼支持体を用い、原料ガス、水素、オフガスの全ガスが改質触媒兼支持体を通過するようにしてなる水素製造装置を得る。【解決手段】原料ガスの流路である中空部を持つ緻密中空支持体と、前記緻密中空支持体の外周面に多孔質からなる改質触媒兼支持体を密着させて配置するとともに、前記改質触媒兼支持体の外周面に水素分離膜を配置してなり、原料ガスを前記緻密中空支持体内側の中空部に通し、その流れ方向の先端部で折り返して前記改質触媒兼支持体中を流れながら原料ガスから改質ガスを生成し、生成改質ガスを水素分離膜により精製して高純度水素を製造するようにしてなることを特徴とする水素製造装置。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ガスの流路である中空部を持つ緻密中空支持体と、前記緻密中空支持体の外周面に多孔質からなる改質触媒兼支持体を密着させて配置するとともに、前記改質触媒兼支持体の外周面に水素分離膜を配置してなり、原料ガスを前記緻密中空支持体内側の中空部に通し、その流れ方向の先端部で折り返して前記改質触媒兼支持体中を流れながら原料ガスから改質ガスを生成し、生成改質ガスを水素分離膜により精製して高純度水素を製造するようにしてなることを特徴とする水素製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の水素製造装置において、前記中空部を持つ緻密中空支持体がステンレス鋼またはセラミックスからなる円筒管であることを特徴とする水素製造装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の水素製造装置において、前記改質触媒兼支持体がニッケルとイットリア安定化ジルコニアの混合物の焼結体からなることを特徴とする水素製造装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の水素製造装置において、前記水素分離膜がＰｄ膜またはＰｄ合金の膜であることを特徴とする水素製造装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の水素製造装置において、前記改質触媒兼支持体と前記水素分離膜との間にバリア層を設けてなることを特徴とする水素製造装置。
【請求項６】
原料ガスの流路である中空部を持つ緻密中空支持体と、前記緻密中空支持体の外周面に改質触媒層を配置するとともに、前記改質触媒層の外周に水素分離膜を配置してなり、原料ガスを前記緻密中空支持体内側の中空部に通し、その流れ方向の先端部で折り返して前記改質触媒層中を流しながら原料ガスから改質ガスを生成し、生成改質ガスを水素分離膜により精製して高純度水素を製造するようにしてなることを特徴とする水素製造装置。
【請求項７】
請求項６に記載の水素製造装置において、前記中空部を持つ緻密中空支持体がステンレス鋼またはセラミックスからなる円筒管であることを特徴とする水素製造装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の水素製造装置において、前記改質触媒層の改質触媒がニッケルとイットリア安定化ジルコニアの混合物からなることを特徴とする水素製造装置。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の水素製造装置において、前記水素分離膜がＰｄ膜またはＰｄ合金の膜であることを特徴とする水素製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化水素ガスの水蒸気改質により改質ガスを生成し、且つ、生成改質ガスを水素分離膜で精製して高純度の水素を製造する水素製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水素の工業的製造方法の一つとして炭化水素ガスの水蒸気改質法がある。水蒸気改質法では、通常、粒状等の改質触媒を充填した改質器が用いられる。水蒸気改質器で得られる改質ガスには主成分である水素のほか、ＣＯ、ＣＯ2等の副生成分や余剰Ｈ2Ｏが含まれている。このため改質ガスを、例えば燃料電池にそのまま用いたのでは電池性能を阻害してしまう。
【０００３】
燃料電池のうちリン酸形燃料電池（ＰＡＦＣ）で用いる水素ガス中のＣＯは１％（ｖｏｌ％、以下同じ）程度、固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）では１００ｐｐｍ（ｖｏｌｐｐｍ、以下同じ）程度が限度であり、これらを超えると電池性能が著しく劣化する。このため、それら副生成分は燃料電池へ導入する前に除去する必要がある。また、不飽和結合への水素添加用あるいは酸水素炎用の水素は通常ボンベに詰めたものが使用されており、その純度は５Ｎ（＝９９．９９９％）以上が要求されている。
【０００４】
水蒸気改質器による改質ガスの生成と生成した改質ガスの精製とを一つの装置で行えるように一体化した装置としてメンブレンリアクターがある。メンブレンリアクターにおいて、炭化水素ガスは、バーナでの発生熱を加熱源とし、水蒸気による改質反応により改質触媒層で改質されて改質ガスとなる。改質ガス中の水素はＰｄ膜などの水素分離膜により選択的に分離され精製水素として取り出される。
【０００５】
原料ガス（炭化水素ガス＋水蒸気）は改質触媒層に平行な流路を流れながら改質触媒層の表面及び改質触媒層中へ流れて改質される。改質ガス中の水素は改質触媒層に続き配置された水素分離膜により選択的に分離され精製水素として取り出され、水素以外のガス（未反応の原料ガスを含む）はオフガスとして排出される。
【０００６】
改質触媒一体化モジュールは各種の工夫、改良が加えられている。図１〜３はその一例として、多孔質からなる改質触媒兼支持体の表面に水素分離膜を配した外膜式円筒型反応管を用いた水素製造装置を説明する図である（特開２００４−１４９３３２号公報）。図１のとおり、円筒型反応管として外膜式円筒型反応管が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１４９３３２号公報
【０００８】
図２〜３に当該外膜式円筒型反応管の構造を示している。この外膜式円筒型反応管を図１のように外管内にセットして水素製造装置を構成する。この反応管は、例えばＮｉ−ＹＳＺサーメットで構成した円筒状改質触媒兼支持体の外周面にＰｄ膜を形成して構成される。Ｐｄ膜の形成は無電解めっき法などにより行われる。図１のとおり、円筒型反応管の上部及び外管の上部は蓋により塞がれている。円筒型反応管内に間隔を置いて内管を配置し、円筒型反応管を囲んで外管が配置されている。
【０００９】
多孔質からなる改質触媒兼支持体は、円筒状に構成してもよく、平板状に構成してもよい。図１〜３は、そのうち円筒状に構成した態様で、外膜式円筒型反応管である。図１〜３のとおり、外膜式円筒型反応管では、円筒状改質触媒兼支持体の外側すなわち外周面に水素分離膜を配置して構成される。炭化水素ガスの改質には４５０〜６８０℃程度に加熱する必要があり、その加熱のため、例えば外膜式円筒型反応管を囲い、その空間に都市ガス等の燃焼ガスを供給される。
【００１０】
おおよそ、以上のように構成された水素製造装置の作動に際しては、都市ガスをバーナにより空気で燃焼させ、円筒型反応管を昇温する。図１を例に言えば、所定温度に到達後、原料ガス（炭化水素ガス＋水蒸気）を下部から内管に供給し、上部で折返して内管と円筒状改質触媒兼支持体との間に導入する。炭化水素ガスは円筒状改質触媒兼支持体の改質触媒による触媒作用により改質される。
【００１１】
生成改質ガス中の水素はＰｄ膜を選択的に透過して選択的に分離され、円筒状改質触媒兼支持体と外管との間の空隙を経て高純度の水素として取り出される。生成改質ガス中の水素以外の成分、すなわちＣＯ、ＣＯ2、Ｈ2（Ｐｄ膜で未透過のＨ2）等は内管と円筒型反応管の間を通り、オフガスとして排出される。
【００１２】
このように、メンブレンリアクターは改質ガスの生成と精製とを一つの装置で行えることから原理的には非常に有用である。ところが、内挿管（内管）と改質触媒兼支持体との間には図１、３中Ｓとして示すようにガスが流通できる空間がある。改質触媒兼支持体は多孔質からなるため、ガス透過性はあるが、内挿管と改質触媒兼支持体との間の空間よりも抵抗（ガスの流通抵抗）が大きく、一部のガスは改質触媒兼支持体を通過せずにモジュール外部へ排出されてしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、炭化水素ガスの水蒸気改質により改質ガスを生成し且つ生成改質ガスを高純度に精製する外膜式円筒型反応管を含む水素製造装置で生じる以上の問題を解決するためになされたものであり、改質触媒兼支持体または改質触媒層の支持体として緻密中空支持体を用い、また水素分離膜の支持体として改質触媒兼支持体を用い、原料ガス、水素、オフガスの全ガスが改質触媒兼支持体または改質触媒層を通過するようにしてなる水素製造装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、（１）原料ガスの流路である中空部を持つ緻密中空支持体と、前記緻密中空支持体の外周面に多孔質からなる改質触媒兼支持体を密着させて配置するとともに、前記改質触媒兼支持体の外周面に水素分離膜を配置してなり、原料ガスを前記緻密中空支持体内側の中空部に通し、その流れ方向の先端部で折り返して前記改質触媒兼支持体中を流れながら原料ガスから改質ガスを生成し、生成改質ガスを水素分離膜により精製して高純度水素を製造するようにしてなることを特徴とする水素製造装置である。
【００１５】
本発明は、（２）原料ガスの流路である中空部を持つ緻密中空支持体と、前記緻密中空支持体の外周面に改質触媒層を配置するとともに、前記改質触媒層の外周に水素分離膜を配置してなり、原料ガスを前記緻密中空支持体内側の中空部に通し、その流れ方向の先端部で折り返して前記改質触媒層中を流しながら原料ガスから改質ガスを生成し、生成改質ガスを水素分離膜により精製して高純度水素を製造するようにしてなることを特徴とする水素製造装置である。
【発明の効果】
【００１６】
緻密中空支持体すなわち内挿管と改質触媒層または改質触媒兼支持体との間の空間を実質的に無くすることにより、炭化水素ガスと水蒸気との混合ガスである全原料ガスが改質触媒層または改質触媒兼支持体を通過することになるので、原料ガスを改質触媒上で反応させ、触媒一体化モジュールのさらなる高効率化を達成することができる。これにより、未反応のままモジュール外部へ排出されることなく、原料ガスを有効に利用することができる。その結果として、水素製造量の増加、すなわち水素製造効率の上昇が達成される。
【００１７】
また、改質触媒兼支持体を用いる場合、内挿管と改質触媒兼支持体とを一体化することで、モジュール全体を内挿管で保持することができるため、改質触媒兼支持体の強度が不要となる。その結果、多孔質である改質触媒兼支持体の孔径や気孔率等の設計の自由度が大きくなる。またその結果、多孔質におけるガス圧損を低減して水素製造効率を向上させることができる。
【００１８】
さらに、本発明によれば、全原料ガスが改質触媒層または改質触媒兼支持体を通過することになるので、原料ガス、特に炭化水素系のガスが未反応のままモジュール外部へ排出されることなく、原料ガスを有効に利用することができる。その結果として、水素製造量の増加、すなわち、水素製造効率の上昇が達成される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、改質触媒兼支持体の表面に水素分離膜を配した外膜式円筒型反応管を用いた水素製造装置を説明する図である。
【図２】図２は、改質触媒兼支持体の表面に水素分離膜を配した外膜式円筒型反応管を用いた水素製造装置を説明する図である。
【図３】図３は、改質触媒兼支持体の表面に水素分離膜を配した外膜式円筒型反応管を用いた水素製造装置を説明する図である。
【図４】図４は、本発明の水素製造装置を説明する図である。
【図５】図５は、本発明の水素製造装置を説明する図である。
【図６】図６は、本発明の水素製造装置を説明する図である。
【図７】図７は、本発明の水素製造装置を説明する図である。
【図８】図８は、本発明の水素製造装置で利用するバリア層を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
改質触媒一体化モジュールは、改質触媒層と水素分離膜から構成される高効率な水素製造用のメンブレンリアクターである。そして、より高効率に水素を製造する手段の一つとして、原料ガスと改質触媒の接触を促進して反応率を向上させる方法がある。
【００２１】
一方、改質触媒一体化モジュールの実使用に際しては、改質触媒層または改質触媒兼支持体内に内挿管を配置する。そして、前述のとおり、内挿管と改質触媒層または改質触媒兼支持体との間には原料ガスが流通できる空間があり、一部の原料ガスは改質触媒層または改質触媒兼支持体を通過せずにモジュール外部へ排出される可能性があった。すなわち、一部の原料ガスは改質触媒層または改質触媒兼支持体の改質触媒と接触せず、未反応のままモジュール外部へ排出される可能性があった。
【００２２】
本発明は、原料ガスの流路である中空部を持つ緻密中空支持体、すなわち内挿管と、内挿管と改質触媒層または改質触媒兼支持体とを密着させて配置して、内挿管と改質触媒層または改質触媒兼支持体との間の空間を実質的に無くすることにより、より多くの原料ガスすなわち炭化水素ガスと水蒸気を改質触媒上で反応させ、改質触媒一体化モジュールである水素製造装置のさらなる高効率化を達成するものである。
【００２３】
内挿管はステンレス鋼等で構成する。図４〜６は本発明の態様を説明する図である。本発明において、改質触媒兼支持体は、円筒状に構成してもよく、平板状に構成してもよいが、図４〜６では円筒状に構成した態様を示している。図４は外膜式円筒型反応管であり、図５〜６は複数個を使用する態様を説明する図である。
【００２４】
図４のとおり、外膜式円筒型反応管では、中央部に中空部を持つ緻密中空支持体、すなわち内挿管を配置する。そして、その外周面に改質触媒層または改質触媒兼支持体を密に配置する。これにより、内挿管と改質触媒層または改質触媒兼支持体との間の空間（隙間）を実質的に無くすることにより、原料ガスの全ガスが改質触媒層または改質触媒兼支持体を通過するので、原料ガスが未反応のままモジュール外部に排出されることなく、原料ガスを有効に利用することができる。その結果として、水素製造量の増加すなわち水素製造効率の上昇が達成される。
【００２５】
さらに、内挿管と改質触媒層または改質触媒兼支持体とを一体とすることで、モジュール全体を内挿管で保持することができるため、改質触媒層または改質触媒兼支持体の強度が不要となる。その結果、多孔質である改質触媒層または改質触媒兼支持体の孔径や気孔率の設計の自由度が大きくなる。その結果、多孔質におけるガス圧損を低減して水素製造効率を向上させることができる。また、製作上の制約が少なくなるので製造コストを低減することができるものである。
【００２６】
〈改質触媒兼支持体について〉
改質触媒兼支持体は多孔質で、改質触媒としての役割と水素分離膜を支持する役割とを同時に果たすもので、本発明において重要な構成である。これにより、炭化水素ガスを改質触媒兼支持体で水蒸気改質して改質ガスを生成し、生成改質ガスを改質触媒兼支持体に支持した水素分離膜により精製し、高純度の水素を製造する。
【００２７】
改質触媒兼支持体としては、それ自体改質触媒としての機能を有し且つ水素分離膜を支持する機能を有する多孔質材料が用いられ、その例としてはニッケルとイットリア安定化ジルコニアの混合物の焼結体（＝Ｎｉ−ＹＳＺサーメット）その他、それらの機能を有する多孔質セラミックス、多孔質サーメットなどが挙げられる。
【００２８】
Ｎｉ−ＹＳＺサーメットの場合、例えばＮｉ粒子、ＮｉＯ粒子及びＹＳＺ（＝イットリア安定化ジルコニア）粒子を混合し、混合物を押し出し成形、加圧成形等により成形し、焼成することにより作製される。焼結体中のＮｉ成分の含有量は１０〜７０ｗｔ％の範囲で選定される。この材料は、改質温度＝６００℃、Ｓ／Ｃ比＝３．０の場合、触媒単体として３９％程度のメタン転化率を示し、従来の粒状改質触媒とほぼ同等の改質性能を有している。
【００２９】
水素分離膜としてはＰｄ膜やＰｄ合金膜などの金属膜が用いられる。Ｐｄ合金において、Ｐｄと合金化する金属としてはＡｇ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｃｅ、Ｙ又はＧｄが挙げられる。金属膜は改質触媒兼支持体に対してめっき法や蒸着法その他適宜の方法により支持される。ここで、多孔質セラミックスの孔径は、金属膜の膜厚等との関係で１０μｍ以下であるのが好ましい。金属膜の膜厚を２０μｍとする場合、多孔質セラミックスの孔径は１０μｍ程度であるのが好ましく、金属膜の膜厚を２０μｍ以下とする場合、これに対応して多孔質セラミックスの孔径は１０μｍ程度以下とするのが好ましい。
【００３０】
本改質触媒兼支持体は、改質触媒としての役割と水素分離膜を支持する役割を同時に果たすので、従来のメンブレンリアクターでは必須である改質触媒層を別途必要としない。このため、本発明の水素製造装置は従来の水素製造装置に比べて格段に小型化できる。特に、本改質触媒兼支持体は、それ自体改質触媒としての役割を果たし、改質触媒層を別途必要としないので、従来の水素製造装置では生じるところの、粒子状等の改質触媒との接触による水素分離膜の破損の問題を生じない。
【００３１】
図４〜６は本発明の態様を説明する図である。本発明の改質触媒兼支持体は、円筒状に構成する。図４は外膜式円筒型反応管であり、図５〜６は複数個を使用する態様を説明する図である。図４のとおり、外膜式円筒型反応管では、中央部に中空部を持つ緻密中空支持体すなわち内挿管を配置し、その外周面に改質触媒兼支持体を密着して配置し、その外周面に水素分離膜を密に配置する。
【００３２】
そのように、内挿管の外周面に改質触媒兼支持体を密着して配置することにより、内挿管と改質触媒兼支持体との間の空間を実質的に無くすることにより、より多くの原料ガスを改質触媒上で反応させ、改質触媒一体化モジュールのさらなる高効率化を達成するものである。以上は、改質触媒兼支持体に代えて改質触媒層を配置する場合についても同様である。
【００３３】
図４（ｂ）〜（ｄ）に内挿管の断面形状（長手方向に対して直角方向の断面の形状）の態様を示している。内挿管の断面形状は、図４（ｂ）に示すように断面円形状でもよく、図４（ｃ）に示すように断面楕円形状で１個の原料ガス流路をもつ構造でもよく、図４（ｄ）に示すように外周断面楕円形状で複数の原料ガス流路をもつ構造でもよい。
【００３４】
本外膜式円筒型反応管の使用に際しては、原料ガスを内挿管の中空部の一端から導入して他端で折り返すようにする。原料ガスは当該他端の折り返し部で改質触媒兼支持体に流入し、改質触媒により改質されて水素リッチな改質ガスとなる。改質ガスと原料ガスの混合流は改質触媒兼支持体中を内挿管内の原料ガス流とは逆方向に流れ、混合ガス流中の水素が水素分離膜中を選択的に流過し高純度の水素として取り出される。
【００３５】
改質触媒兼支持体中では、原料ガスが逐次改質されながら水素リッチの改質ガスとなり、生成改質ガスは、内挿管中の原料ガス流とは逆方向に流れる。改質触媒兼支持体中を流れる生成改質ガスは、水素分離膜で水素が分離され、水素分離膜を透過しない一酸化炭素等からなるガスは改質触媒兼支持体の他端からオフガスとして排出される。
【００３６】
図５は、図４に示す外膜式円筒型反応管の複数個を併置して使用する態様を説明する図である。図５のとおり、原料ガスは原料ガス供給管１１により供給され、ヘッダー１２を介して各外膜式円筒型反応管の内挿管内に供給される。各改質触媒兼支持体、水素分離膜により生成、分離した高純度水素は導出管１３を介して取り出され、水素分離膜を透過せずに改質触媒兼支持体から出るオフガスはヘッダー１４から、その排出管１５を介して取り出される。
【００３７】
図６は、図４（ａ）、（ｄ）として示す外膜式円筒型反応管の複数を併置して使用する態様を説明する図である。図６のとおり、原料ガスは原料ガス供給管２１により供給され、ヘッダー２２を介して各外膜式円筒型反応管の内挿管内に供給される。各改質触媒兼支持体、水素分離膜により生成、分離した高純度水素は導出管２３を介して取り出され、水素分離膜を透過せずに改質触媒兼支持体から出るオフガスはヘッダー２４から、その排出管２５を介して取り出される。
【００３８】
前述のとおり、原料ガスである炭化水素ガスの改質には４５０〜６８０℃程度に加熱する必要がある。その加熱のため、例えば外膜式円筒型反応管を水素導出管を備えた外管で囲い（なお、外膜式円筒型反応管の場合、その最外層が水素分離膜であり、水素が水素分離膜を選択的に透過してその表面から出ることで分離される）、その外管を囲む空間で都市ガスをバーナにより空気で燃焼させるか、その外管を囲む空間に都市ガスの燃焼ガスを供給するなどして加熱することができる。図７にその態様例を示している。加熱炉中で都市ガス等を空気で燃焼させるバーナにより加熱する。１６は加熱炉からの排ガス（バーナー火炎由来の排ガス等）の排出管である。
【００３９】
〈改質触媒兼支持体と水素分離膜との間のバリア層について〉
本発明の水素製造装置においては、改質触媒兼支持体と水素分離膜との間にバリア層を設けることができる。バリア層については本出願人（一部）による先の出願（特開２００４−３１４１６３号公報）に係るもので、以下に述べるように改質触媒兼支持体と水素透過膜との間の成分の相互拡散を阻止することができる。
【００４０】
【特許文献２】特開２００４−３１４１６３号公報
【００４１】
〈改質触媒兼支持体と水素透過膜との間の成分の相互拡散〉
筒状改質触媒兼支持体の周面または平板状改質触媒兼支持体の一面と水素透過膜を一体化させた場合、両者の成分相互に拡散を起こしていることが観察された。改質触媒兼支持体の金属（Ｎｉ）成分と水素分離膜のＰｄとが入り組み、改質触媒兼支持体層とＰｄ膜層との間の境界部分が消失する。そして、その入り組み、すなわち拡散が水素透過膜の水素透過性能を損なう原因であることが分かった。
【００４２】
そこで、特許文献２においては、そのような拡散を阻止するため、改質触媒兼支持体と水素透過膜との間にバリア層を設ける。これにより、改質触媒兼支持体と水素分離膜との間の成分の相互拡散に起因する水素透過膜の水素分離性能の劣化の問題を解決することができる。図８はそのバリア層を説明する図である。
【００４３】
図８のとおり、基材すなわち改質触媒兼支持体の面にバリア層を設け、その上に水素透過膜を配置する。これにより、改質触媒兼支持体の成分と水素透過膜の成分との相互拡散を阻止することができる。バリア層は多孔質である必要があるが、その形成時に多孔質であってもよく、水素製造装置用反応筒または反応板として使用時に多孔質となるものであってもよい。また、そのようにバリア層を設けるに際して、水素透過膜の成分をバリア層に食い込ませることで、いわゆるアンカー効果により、改質触媒兼支持体に対して、水素透過膜をより強固に保持することができる。
【００４４】
バリア層の厚さはその目的、すなわち質触媒兼支持体の成分と水素透過膜との相互拡散防止を達成し得る範囲で適宜選定することができる。その範囲は、好ましくは５〜１００μｍの範囲である。また、バリア層の構成材料としては、ジルコニア、安定化ジルコニア、部分安定化ジルコニア、アルミナ、マグネシア、もしくはそれら材料の混合物もしくは化合物を用いることができる。
【００４５】
改質触媒兼支持体と水素透過膜との間にバリア層を設ける、そのバリア層形成の仕方としては、ディップコート法、スプレー吹き付け法、印刷法、あるいは触媒金属の溶解除去法などによって行うことができる。このうち印刷法は、改質触媒兼支持体が平板型である場合に特に有用である。触媒金属の溶解除去法は、改質触媒兼支持体の表面から、金属成分を溶媒を用いて溶出させることにより行うことができる。改質触媒兼支持体をＮｉ−ＹＳＺサーメットで構成した改質触媒兼支持体の場合、その表面部分のＮｉを溶媒を用いて溶出させることで行うことができる。
【００４６】
そして、改質触媒兼支持体に形成したバリア層の面に水素透過膜を形成する。水素透過膜としては、改質ガスから水素を選択的に透過する膜が用いられるが、好ましくはＰｄ膜やＰｄ合金膜などの金属膜が用いられる。金属膜はバリア層の面に対してメッキ法や蒸着法、その他適宜の方法により支持される。
【符号の説明】
【００４７】
Ｓ  内挿管と改質触媒兼支持体との間のガスが流通できる空間
１１、２１  原料ガス供給管
１２、２２  ヘッダー
１３、２３  分離した高純度水素導出管
１４、２４  ヘッダー
１５、２５  オフガス排出管
１６  排ガス（バーナー火炎等）排出管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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