(57)【要約】【課題】自立膜タイプのガス透過膜を備え、その変形を抑制ないし防止し得るガス分離体及びその製造方法を提供すること。【解決手段】ガス分離体は、支持体と、支持体に隣接して配設されると共に特定のガスを選択的に透過する自立膜タイプのガス透過膜とを備えるガス分離体であって、ガス透過膜の変形を誘導できる変形誘導構造部を有する。  ガス分離体の製造方法は、支持体に特定のガスを選択的に透過する自立膜タイプのガス透過膜を隣接させて配設するガス分離体の製造方法であって、支持体及びガス透過膜のいずれか一方又は双方として、ガス透過膜の変形を誘導できる変形誘導構造部を形成する凹部及び凸部のいずれか一方又は双方を有するものを用いる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体と、該支持体に隣接して配設されると共に特定のガスを選択的に透過する自立膜タイプのガス透過膜と、を備えるガス分離体であって、
上記ガス透過膜の変形を誘導できる変形誘導構造部を有することを特徴とするガス分離体。
【請求項２】
上記変形誘導構造部が、上記ガス透過膜の上記支持体との接触面、上記ガス透過膜の上記支持体との非接触面、上記支持体の上記ガス透過膜との接触面及び上記支持体の上記ガス透過膜との非接触面のうち少なくとも１つの面内に、交差しない曲線を成すように設けられていることを特徴とする請求項１に記載のガス分離体。
【請求項３】
上記変形誘導構造部が、上記ガス透過膜の上記支持体との接触面及び上記ガス透過膜の上記支持体との非接触面のうち少なくとも１つの面内に設けられた凸部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のガス分離体。
【請求項４】
上記変形誘導構造部が、上記支持体の上記ガス透過膜との接触面及び上記支持体の上記ガス透過膜との非接触面のうち少なくとも１つの面内に設けられた凹部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載のガス分離体。
【請求項５】
上記凹部の縁がＲ形状を有し、所定の曲率半径を有していることを特徴とする請求項４に記載のガス分離体。
【請求項６】
上記ガス透過膜の上記支持体との非接触面及び／又は上記支持体の上記ガス透過膜との非接触面が、上記ガス透過膜と上記支持体との界面部に分散して存在し、
上記ガス透過膜の上記支持体との非接触面及び／又は上記支持体の上記ガス透過膜との非接触面の各面積がほぼ均一であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項に記載のガス分離体。
【請求項７】
上記変形誘導構造部が、上記支持体の上記ガス透過膜との接触面及び上記支持体の上記ガス透過膜との非接触面のうち少なくとも１つの面内に設けられた凹部を有し、
上記凹部の孔体積が、上記ガス透過膜が上記特定のガスを吸蔵して体積膨張する割合に応じて設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つの項に記載のガス分離体。
【請求項８】
上記特定のガスが水素であり、上記ガス透過膜が、パラジウム、バナジウム、ニオブ及びジルコニウムから成る群より選ばれた少なくとも１種の金属を含有する水素透過膜であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つの項に記載のガス分離体。
【請求項９】
上記変形誘導構造部が、上記支持体の上記水素透過膜との接触面及び上記支持体の上記水素透過膜との非接触面のうち少なくとも１つの面内に設けられた凹部を有し、
上記凹部の孔体積が、上記水素透過膜が水素を吸蔵して体積膨張する割合に応じて設けられていることを特徴とする請求項８に記載のガス分離体。
【請求項１０】
上記支持体が、多孔質支持体であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つの項に記載のガス分離体。
【請求項１１】
支持体に特定のガスを選択的に透過する自立膜タイプのガス透過膜を隣接させて配設するガス分離体の製造方法であって、
上記支持体及び／又は上記ガス透過膜として、上記ガス透過膜の変形を誘導できる変形誘導構造部を形成する凹部及び／又は凸部を有するものを用いることを特徴とするガス分離体の製造方法。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス分離体及びその製造方法に係り、更に詳細には、自立膜タイプのガス透過膜を備え、その損傷を抑制ないし防止し得るガス分離体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特定のガスを選択的に透過させるガス透過膜としては、水素透過膜や酸素富化膜、二酸化炭素分離膜などの提案・検討がなされている。
例えば、水素透過膜は、水素を必要とする部位に水素を供給するために、その利用が検討されている。その中でも、燃料電池に水素ガスを供給するに当たり、液体燃料から水素を含む改質ガスを生成した後に、この改質ガスから水素ガスを分離する際に使用するものとしての検討がなされている。
燃料電池は、水素を燃料とし、酸素又は酸素を含む空気を酸化剤として電気化学的反応で発電するものであるが、車両等への適用を考えた場合、燃料電池システム全体の容積はできる限り小さくすることが要求される。
従って、燃料源は気体よりも液体であることが望ましく、液体燃料から水素を取り出す際に利用できる水素透過膜の開発は重要である。
【０００３】
従来、水素透過膜としては、例えば、多孔質支持体の表層に水素分離金属の被膜を形成したものが知られている。水素透過膜は、膜厚を薄くするほど水素透過速度が向上する。また、水素透過膜を薄くすることができれば、水素分離体の容積も小さくすることができる。これらの理由から、水素透過膜を薄膜化することが要求されており、ピンホールのない水素透過膜の薄膜化が検討されている（特許文献１参照。）。
一方で、自立膜タイプの水素透過膜についても検討がなされている。自立膜タイプの水素透過膜は、多孔質支持体上に被膜を形成する必要がないため、ピンホールのない水素透過膜を被膜タイプの水素透過膜より薄膜化することが可能である。
しかしながら、薄膜化することで十分な強度を得ることが困難となり、水素透過膜の強度を補うため、薄膜を支持する構造体が必要となる。
例えば、水素を選択的に透過させる自立膜タイプの金属製の水素透過膜と、前記水素透過膜に隣接して設けられた保持部と、を備え、前記保持部は、少なくとも前記水素透過膜に対向する面側に、前記水素透過膜に接触する接触面を含む接触部分と、接触せずにガス通路を形成する非接触部分と、を含み、前記接触部分と前記非接触部分との界面である前記接触部分の壁面は、前記接触面の端部において、前記接触面に対する角度が鈍角になるように設定された鈍角面を含む水素分離装置が提案されている（特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００２−５２３２６号公報
【特許文献２】特開２００３−１６５７１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の自立膜タイプのガス透過膜を備えたガス分離体においては、例えば水素透過膜が水素を吸蔵すると体積膨張する。また、圧力や熱がかかることにより膜が変形することがある。これらの変形によって膜が損傷することがあった。
図１１は、従来の自立膜タイプのガス透過膜を備えたガス分離体において損傷が発生する過程の断面状態を示す概略説明図である。同図（ａ）に示すように、通常、ガス分離体は、自立膜タイプのガス透過膜５０と、その強度を保証するための支持体６０とを備えている。また、その支持体６０が平板状の構造である。そして、同図（ｂ）に示すように、ガス供給が上方向から行われる場合であって、支持体６０がガス透過膜５０の下側にあるときに、ガス透過膜５０は、支持体６０のないガス透過膜５０の上方向に変形する。ガス透過膜５０には、ガス供給側と透過側との間に圧力差があり、ガス供給側の圧力が透過側より高い。そのため、ガス透過膜５０は同図（ｂ）のように変化すると、同図（ｃ）に示すように、圧力差を受けて矢印で示すように両側から押しつぶされ、尖った皺を形成する。この尖った皺は、圧力差が緩和されたり、水素ガスが放出されたりすると、同図（ｃ）→（ｂ）→（ａ）のように変形するが、使用条件下では、同図（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｂ）→（ａ）と膜の変形が繰り返され、最終的には皺の頂部に亀裂が入り、膜が損傷する。また、皺と皺とがぶつかると、整合性がとれずに破損する場合がある。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、自立膜タイプのガス透過膜を備え、その変形を抑制ないし防止し得るガス分離体及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねたところ、支持体と、その支持体に隣接して配設されると共に特定のガスを選択的に透過する自立膜タイプのガス透過膜とを備えるガス分離体に、ガス透過膜の変形を誘導できる変形誘導構造部を設けることなどにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本発明のガス分離体は、支持体と、該支持体に隣接して配設されると共に特定のガスを選択的に透過する自立膜タイプのガス透過膜とを備えるガス分離体であって、該ガス透過膜の変形を誘導できる変形誘導構造部を有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のガス分離体の製造方法は、支持体に特定のガスを選択的に透過する自立膜タイプのガス透過膜を隣接させて配設するガス分離体の製造方法であって、該支持体及び／又は該ガス透過膜として、該ガス透過膜の変形を誘導できる変形誘導構造部を形成する凹部及び／又は凸部を有するものを用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、支持体と、その支持体に隣接して配設されると共に特定のガスを選択的に透過する自立膜タイプのガス透過膜とを備えるガス分離体に、ガス透過膜の変形を誘導できる変形誘導構造部を設けることなどとしたため、自立膜タイプのガス透過膜を備え、その変形を抑制ないし防止し得るガス分離体及びその製造方法を提供することができる。そして、このガス分離体を用いることによって、特定のガスを長期にわたり安定して得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明のガス分離体について説明する。
上述の如く、本発明のガス分離体は、支持体と、支持体に隣接して配設されると共に特定のガスを選択的に透過する自立膜タイプのガス透過膜とを備え、ガス透過膜の変形を誘導できる変形誘導構造部を有するものである。
このような構成とすることにより、ガス透過膜の変形による損傷を抑制ないし防止することができる。
ここで、「自立膜」とは、単独で取り扱いが可能な状態である膜を言う。例えばその他の材料から成る支持体上に蒸着などによって形成された「被膜」とは異なる。
また、「ガス透過膜の変形」とは、ガスの吸蔵に伴うガス透過膜自体の体積膨張に伴う変形だけをいうのではなく、圧力差や熱膨張による変形や、それらの変形に伴う皺の形成、小さい皺が連なって形成された大きな皺の形成をも含む意味である。
更に、「変形を誘導できる変形誘導構造部」とは、大きな変形による損傷を防止するために、損傷を生じさせ難い相対的に小さな変形を誘導できる変形誘導構造部をいう。例えば、支持体にガス透過膜自体の体積膨張を吸収するために設けられた構造部や小さな皺が連ならないように設けられた構造部などを挙げることができる。
【００１１】
上述の変形誘導構造部は、例えばガス透過膜の支持体との接触面やガス透過膜の支持体との非接触面、支持体のガス透過膜との接触面、支持体のガス透過膜との非接触面などの面内に、交差しない曲線を成すように設けることができる。このような構成とすることにより、特にガス透過膜の変形（皺）が交差することによる損傷を抑制ないし防止することができる。
なお、上記の各面内の任意の組合せに係る面内に変形誘導構造部を設けることもできる。
【００１２】
また、上述の変形誘導構造部は、例えばガス透過膜の支持体との接触面やガス透過膜の支持体との非接触面、支持体のガス透過膜との接触面、支持体のガス透過膜との非接触面などの面内に、凸部として設けること、更には交差しない曲線を成すような凸部として設けることができる。
ガス透過膜の損傷を抑制ないし防止する効果を向上させる観点からは、上述の変形誘導構造部は、例えばガス透過膜の支持体との接触面やガス透過膜の支持体との非接触面の面内などに設けられた凸部を有することが望ましく、交差しない曲線を成すような凸部を有することが更に望ましい。
なお、ガス透過膜に凸部を設けるに当たっては、例えばスパッタやめっきなどの方法によりガス透過膜を形成する際に、相対的に厚い部分を設ければよい。これにより、ガス透過膜に皺が形成されにくくなり、また、形成された小さい皺が連なって形成される大きな皺を形成されにくくすることができる。
また、ガス透過膜の厚みは、例えば０．１〜２０μｍ、好ましくは０．１〜１０μｍとすることができ、相対的に厚い部分である凸部の厚みは、例えば０．１〜２０μｍ、好ましくは０．１〜１０μｍとすることができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。更に、凸部の幅についても０．０５〜１ｍｍ、好ましくは０．１〜０．８ｍｍと膜の変形による損傷を抑制ないし防止し得る範囲で適宜調整することができる。更にまた、これらに応じてその間隔も調整できる。
【００１３】
一方、上述の変形誘導構造部は、例えばガス透過膜の支持体との接触面やガス透過膜の支持体との非接触面、支持体のガス透過膜との接触面、支持体のガス透過膜との非接触面などの面内に、凹部として設けること、更には交差しない曲線を成すような凹部として設けることもできる。
ガス透過膜の損傷を抑制ないし防止する効果を向上させる観点からは、上述の変形誘導構造部は、例えば支持体のガス透過膜との接触面や支持体のガス透過膜との非接触面の面内などに設けられた凹部を有するようにしてもよく、更には交差しない曲線を成すような凹部を有するようにしてもよい。また、このような構成とすると、ガス分離体の容積を小さくすることができるという利点がある。
なお、支持体に凹部を設ける当たっては、支持体に、例えば切削やエッチングなどの方法により、相対的に薄い部分を設ければよい。これにより、ガス透過膜に皺が形成されにくくなり、また、形成された小さい皺が連なって形成される大きな皺を形成されにくくすることができる。
また、支持体の厚みは、例えば０．０５〜１ｍｍ、好ましくは０．１〜０．８ｍｍとすることができ、相対的に薄い部分である凹部の深さは、例えば１〜２００μｍ、好ましくは１〜１００μｍとすることができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。更に、凹部の幅についても０．０５〜３ｍｍ、好ましくは０．１〜２ｍｍと膜の変形による損傷を抑制ないし防止し得る範囲で適宜調整することができる。更にまた、これらに応じてその間隔も調整できる。
【００１４】
このような凸部や凹部が成す形状としては、例えば円状や楕円状、角丸四角状、円弧状などの形状を挙げることができるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。例えば、双曲線や放射線状などであってもよい。
なお、凹部の形成と凸部の形成とは、裏表の関係であり、形成するガス透過膜や支持体の大きさについて制限がない場合には、本発明においては、どちらの手段を用いてもよく、いずれの構造であっても本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【００１５】
また、支持体のガス透過膜との接触面や支持体のガス透過膜との非接触面の面内などに設けられた凹部の縁がＲ形状を有し、所定の曲率半径を有していることがガス透過膜の損傷を抑制ないし防止する効果を向上させる観点から望ましい。
上記所定の曲率半径Ｒは、例えばガス透過膜の膜厚の５倍以上とすることができ、膜厚の１０倍以上とすることが好ましい。曲率半径Ｒが膜厚の５倍未満の場合には、凹部の縁が鋭利になりガス透過膜が損傷し易くなることがある。
なお、上記同様の理由から、凸部の端がＲ形状を有し、所定の曲率半径を有していてもよい。
【００１６】
更に、上述の変形誘導構造部においては、ガス透過膜の支持体との非接触面及び支持体のガス透過膜との非接触面のいずれか一方又は双方が、ガス透過膜と支持体との界面部に分散して存在し、ガス透過膜の支持体との非接触面及び支持体のガス透過膜との非接触面の各面積がほぼ均一であるように形成することもできる。
このような構成とすると、ガス透過膜の変形をほぼ均一にすることができる。一方で、このような構成としない場合、例えばガス透過膜と支持体との非接触面の面積があまりに大きいと、所望の位置に変形を誘導できない結果、想定外の大きな変形が生じてガス透過膜が損傷することがある。
【００１７】
更にまた、上述の変形誘導構造部は、支持体のガス透過膜との接触面及び支持体のガス透過膜との非接触面のいずれか一方又は双方の面内に設けられた凹部を有し、その凹部の孔体積が、ガス透過膜が特定のガスを吸蔵して体積膨張する割合に応じて設けられているものであることが望ましい。
このような構成とすることにより、体積膨張に伴うガス透過膜の変形による損傷を抑制ないし防止することができる。
また、対象となるガスやガス透過膜を構成する材料などに応じて、ガス透過膜がガスを吸蔵する割合や体積膨張する割合は異なることから、例えば変形誘導構造部として設けられる凹部は、その割合に応じて間隔や大きさを適宜調整して設けることができる。詳しくは後述する。
【００１８】
また、本発明においては、例えば特定のガスが水素である場合に、上述のガス透過膜が、パラジウム（Ｐｄ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）又はジルコニウム（Ｚｒ）、及びこれらの任意組合せに係る金属を含有する水素透過膜であるものを挙げることができる。
具体的には、パラジウム膜やパラジウム合金膜、バナジウム合金膜、ニオブ合金膜、ジルコニウム合金膜は、水素を透過させることが可能であり、水素を選択的に得ることができる。
このようなガス分離体は、例えば燃料電池や内燃機関に水素含有ガスを供給するための水素分離体として用いることができる。
燃料電池や内燃機関に水素ガスを供給するための水素分離体としては、コンパクトであり、水素ガスを安定して供給することができるかが重要である。コンパクトな水素分離体とするためには、薄膜化が重要となり、また、薄膜化する際に、例えば使用するパラジウム量を減らすことができれば、コストを低くすることができる。更に、コンパクトな水素分離体は、起動時に必要な熱量を減らすことができ、水素分離体が組み込まれるシステムの効率を高めることができる。
【００１９】
更に、ガス透過膜が上述の水素透過膜である場合に、上述の変形誘導構造部は、支持体の水素透過膜との接触面及び上記支持体の上記水素透過膜との非接触面のいずれか一方又は双方の面内に設けられた凹部を有し、その凹部の孔体積が、上記水素透過膜が水素を吸蔵して体積膨張する割合に応じて設けられているものであることが望ましい。
このような構成とすることにより、体積膨張に伴う水素透過膜の変形による損傷を抑制ないし防止することができる。
また、対象となるガス透過膜を構成する材料などに応じて、ガス透過膜が水素を吸蔵する割合や体積膨張する割合は異なることから、例えば変形誘導構造部として設けられる凹部は、その割合に応じて間隔や大きさを適宜調整して設けることができる。
【００２０】
具体的には、対象となる特定のガスが水素であり、水素透過膜がパラジウム膜である場合には、膜が水素を吸蔵した際の体積膨張は、一般に約１０体積％であると言われている。
このような体積膨張を吸収して、変形を抑制ないし防止するためには、凹部の孔の合計体積は水素透過膜の体積膨張分１００体積部に対して、５０〜２００体積部とすればよく、７５〜１５０体積部とすることが好ましく、９０〜１２０体積部とすることがより好ましい。５０体積部以上の場合には、膜の変形を十分に抑制することができる一方、２００体積部を超えない場合には、膜の新たな変形要因となりにくい。
【００２１】
更にまた、上述の支持体は、ガス透過膜を透過してきたガスが透過し得れば特に限定されるものではなく、例えば多孔質支持体であることが望ましい。多孔質支持体は、ガス透過膜の強度を補強でき、且つ透過したガスの流れを妨げ難い。
ガス透過膜の材質は、セラミック製であっても金属製であってもよいが、金属製である場合には、支持体にガス透過膜と合金を形成する可能性がある成分が含まれている場合がある。そのような場合には、支持体の表面にガス透過膜との合金化を防止するための接合防止層を設けることが望ましく、具体的には、アルミナやジルコニアなどを含有する層を表面に形成すればよい。このようなアルミナやジルコニアなどを含有する層を表面に有する支持体は、例えばスパッタやめっきすることなどにより得ることができるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。
【００２２】
ここで、本発明のガス分離体を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明のガス分離体の一実施形態を示す拡大断面図である。同図に示すように、ガス分離体１は、支持体２０と、それに隣接して配設されると共に特定のガスを選択的に透過する自立膜タイプのガス透過膜１０とを備える。ガス分離体１は、ガス透過膜１０の変形を誘導できる変形誘導構造部Ａとして、支持体２０のガス透過膜１０との非接触面の面内に設けられた凹部を有する。凹部はその縁にＲ形状を有している。なお、図示しないが、この凹部は交差しない曲線を成すような凹部、即ち交差しない曲線を成すような溝を構成している。
【００２３】
図２は、本発明のガス分離体の一実施形態を示す分解斜視図である。同図に示すように、ガス分離体は、支持体２０と、自立膜タイプのガス透過膜１０とを備える。また、ガス分離体は図示しない変形誘導構造部を有する。
そして、ガス分離体には、矢印で示すように上方向からガスが供給され、ガス供給側と透過側とに圧力差があり、ガス供給側の圧力がガス透過側の圧力より高くなっている。
【００２４】
図３〜８は、ガス分離体１のガス透過膜の支持体との接触面やガス透過膜の支持体との非接触面、支持体のガス透過膜との接触面、支持体のガス透過膜との非接触面などの面内に、設けられた変形誘導構造部Ａの具体例を示す説明図である。
例えば、ガス透過膜が円形の場合には、膜にかかるひずみは、同心円状又は放射状に集中すると推測され、変形誘導構造部Ａは、図３に示すように同心円状に設けることが望ましく、図４や図５に示すように放射状に設けることも望ましい。
一方、ガス透過膜が四角形の場合には、同心円状又は対角線状にひずみが集中することが予想されるため、変形誘導構造部Ａは、図６に示すように同心円状に設けることが望ましく、図７に示すように対角線状に設けることも望ましい。また、図８に示すように、変形誘導構造部Ａを設けてもよい。
ガス透過膜が、その他の形状である場合には、ひずみがどの部分に集中し易いかを考慮して変形誘導構造部を設けることが望ましい。
なお、上記変形誘導構造部は、凹部により形成してもよく、凸部により形成してもよい。更には、凹部と凸部との組合せにより形成してもよい。
【００２５】
図９は、支持体の一実施形態を示す部分断面図である。同図に示すように、支持体２０は、図示しないガス透過膜との接触面（及び／又は非接触面）内に、凹部として設けられた変形誘導構造部Ａを有する。そして、変形誘導構造部Ａは、同心円状に設けられている。
【００２６】
次に、本発明のガス分離体の製造方法について説明する。
上述の如く、本発明のガス分離体の製造方法は、支持体に特定のガスを選択的に透過する自立膜タイプのガス透過膜を隣接させて配設するガス分離体の製造方法であって、支持体及びガス透過膜のいずれか一方又は双方として、ガス透過膜の変形を誘導できる変形誘導構造部を形成する凹部及び凸部のいずれか一方又は双方を有するものを用いる製造方法であって、上述した本発明のガス分離体を容易に製造することができる。
なお、本発明のガス分離体の製造方法は、上述した本発明のガス分離体の好適な製造方法の一例である。したがって、上述した本発明のガス分離体は、このような製造方法により作製されたものに限定されるものではない。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明する。
【００２８】
（実施例１）
＜支持体の準備＞
ＳＵＳ製の多孔質プレート（直径：４０ｍｍ、厚み：０．４ｍｍ）のガス透過膜に対向する面に、同心円状の溝（深さ：３０μｍ、幅：０．５ｍｍ、間隔：５ｍｍ）を設け、アルミナをスパッタして、アルミナ膜（厚み：０．５μｍ）を形成したものを支持体とした。
【００２９】
＜ガス透過膜の準備＞
パラジウム膜（直径：４０ｍｍ、厚み：１０μｍ）を水素透過膜とした。
【００３０】
＜ガス分離体の作製＞
準備した支持体の溝を設けた面に、上記水素透過膜を隣接させて配設し、本例のガス分離体を得た。
【００３１】
（実施例２）
＜支持体の準備＞
ＳＵＳ製の多孔質プレート（直径：４０ｍｍ、厚み：０．４ｍｍ）のガス透過膜に対向する面に、アルミナをスパッタして、アルミナ膜（厚み：０．５μｍ）を形成したものを支持体とした。
【００３２】
＜ガス透過膜の準備＞
水素供給側面に、凸部（形状：同心円状、厚み：１５μｍ、幅：０．５ｍｍ、間隔：５ｍｍ）を有するパラジウム膜（直径：４０ｍｍ、厚み：５μｍ）を水素透過膜とした。
【００３３】
＜ガス分離体の作製＞
準備した支持体に、上記水素透過膜の凸部を有さない面を隣接させて配設し、本例のガス分離体を得た。
【００３４】
（比較例１）
＜支持体の準備＞
ＳＵＳ製の多孔質プレート（直径：４０ｍｍ、厚み：０．４ｍｍ）のガス透過膜に対向する面に、アルミナをスパッタして、アルミナ膜（厚み：０．５μｍ）を形成したものを支持体とした。
【００３５】
＜ガス透過膜の準備＞
パラジウム膜（直径：４０ｍｍ、厚み：１０μｍ）を水素透過膜とした。
【００３６】
＜ガス分離体の作製＞
準備した支持体に、上記水素透過膜を隣接させて配設し、本例のガス分離体を得た。
【００３７】
［性能評価］
上記各例の水素分離体を用い、４００℃で、１ＭＰａの水素を一定時間供給する水素透過試験を実施した。
【００３８】
その結果、本発明の範囲に属する実施例１及び２においては、試験中及び試験後においてもパラジウム膜の損傷は確認されなかったが、本発明外の比較例１においては、試験後において図１０に示すような皺とともに、パラジウム膜の損傷が確認された。
また、変形誘導構造部としては、支持体のガス透過膜との接触面や非接触面に凹部を有するものやガス透過膜の支持体との非接触面に凸部を有するものが有効であることが確認された。
【００３９】
以上、本発明を若干の実施形態及び実施例により詳細に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
上記の実施形態や実施例においては、水素を供給する場合について説明したが、燃料電池に適用するときのように、水素を含む改質ガスを供給する場合についても適用することができ、内燃機関に適用するときのように、水素を含む燃料ガスを供給する場合についても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のガス分離体の一実施形態を示す拡大断面図である。
【図２】本発明のガス分離体の一実施形態を示す分解斜視図である。
【図３】変形誘導構造部の第１の具体例を示す説明図である。
【図４】変形誘導構造部の第２の具体例を示す説明図である。
【図５】変形誘導構造部の第３の具体例を示す説明図である。
【図６】変形誘導構造部の第４の具体例を示す説明図である。
【図７】変形誘導構造部の第５の具体例を示す説明図である。
【図８】変形誘導構造部の第６の具体例を示す説明図である。
【図９】支持体の一実施形態を示す部分断面図である。
【図１０】比較例１のパラジウム膜の損傷状態を示す概略図である。
【図１１】従来の自立膜タイプのガス分離膜を備えたガス分離体において損傷が発生する過程の断面状態を示す概略説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  ガス分離体
１０，５０  ガス透過膜
２０，６０  支持体
Ａ  変形誘導構造部  
【図１】
2008253956.tif 000002
【図２】
2008253956.tif 000003
【図３】
2008253956.tif 000004
【図４】
2008253956.tif 000005
【図５】
2008253956.tif 000006
【図６】
2008253956.tif 000007
【図７】
2008253956.tif 000008
【図８】
2008253956.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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