【公開日：2025.07.07】【最終更新日：2025.07.07】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22NR0020
利用課題名 / Title
高性能水素分離膜の開発
利用した実施機関 / Support Institute
奈良先端科学技術大学院大学 / NAIST
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials
キーワード / Keywords
分離膜、水素
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
戸所 義博
所属名 / Affiliation
イーセップ株式会社
共同利用者氏名 / Names of Collaborators Excluding Supporters in the Hub and Spoke Institutes
三品建吾,岡本茂,澤村健一
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Supporters in the Hub and Spoke Institutes
服部 賢,小池徳貴,淺野間文夫,片尾昇平,石原綾子
利用形態 / Support Type
（主 / Main）共同研究/Joint Research（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
NR-401：多機能走査型X線光電子分光分析装置
NR-205：超高分解能電界放出型電子顕微鏡
NR-304：高性能単結晶X線自動解析装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
地球規模の持続的成長を維持するために環境対応技術が非常に重要となっている。弊社ではナノ多孔性セラミック分離膜を利用してカーボンリサイクル化学プロセスの開発を行っている。その主な柱は、①化学溶剤のリサイクル、②水素キャリアの利用・活用、③ e-fuelの高効率合成である（１）。そのために高性能水素分離膜の開発が必要である。本研究では、ナノ多孔性セラミック分離膜の構造を観察した結果を報告する。
実験 / Experimental
分離膜は、最下層のアルミナ系支持体、ジルコニア・アルミナ系中間層、最上層のシリカ系分離膜から構成される。最上層のシリカ系分離膜として、我々は、水素の透過率向上を期待できる有機シリカ系材料を用いた。中間層および最上層のシリカ系分離膜はゾル・ゲル法により作製した。分離膜と中間層の材料と作成方法を変えて、完成した分離膜ナノ構造を解析した。解析には、奈良先端科学技術大学院大学（NAIST）のARIM装置、超分解能電解放出型走査電子顕微鏡（FE-SEM,日立ハイテクノロジーズ SU-9000）および多機能走査型X線光電子分光分析装置（XPSアルバック・ファイ社製 PHI5000 VersaProbeⅡ）を用いた
結果と考察 / Results and Discussion
試料の断面をSEM観察することにより、最上層として非常に薄いシリカ系分離膜を確認することができた。表面よりアルゴンスパッタを行いながら、XPS分析した結果を図1に示す。なお、SiO2膜のスパッタレートは6nm/minであった。表面分離膜は、SiOC構造から形成され、その元素分布は、シリコン20-30％、炭素20-30％、酸素40-50％であり、その下に、ジルコニア・アルミナ層が形成されていることを確認することができた。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図１ 分離膜のXPS測定結果
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
謝辞：本研究は、令和４年度戦略的基盤技術高度化支援事業の支援を受けて実施いたしました。関係者に深く感謝いたします。また解析にあたりNAIST ARIM関係者には大変お世話になりましたことをお礼申し上げます
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 五ノ井浩二「ナノ多孔性セラミック分離膜によるカーボンリサイクル化学プロセスの事業化開発」第10回電子デバイスフォーラム京都、2022年10月23、24日、京都
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：1件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件