新型制氢装置每小时可制造300升高纯度氢气

近日，日本泽藤电机株式会社与岐阜大学正共同研究改进一款名为“PMR: plasma membrane reactor”的新型制氢装置,并成功使改进后的PMR制氢装置与原来相比每小时的制氢量实现倍增。

在之前的PMR装置中，即使增加氨气的供给量也无法将氢气的制造效率提升到150NL／h以上。

本次则通过在PMR装置的电极间充填氨气吸着剂等等技术上的改良，可以实现随着氨供给量的增加氢气制造效率也随之增加，与之前设备相比制氢效率可以达到300NL／h，效率足足翻了一倍。而泽藤电机也希望通过本技术利用氨气来制造氢，从而推动零碳制氢事业的发展。

技术开发内容

下图展示了随着技术改进一台PMR装置制氢量的变化。在2017年3月PRM的制造原理逐渐明了化之后，2018年3月利用氨气分解催化剂可以使制氢效率达到150NL／h。在今年5月的改良，通过充填吸附剂制造效率可以达到300NL／h。

下图便是旧版的PMR和改良过后的PMR装置的概要图。旧有的PMR装置由氢分离膜（兼高压电极），石英玻璃管，接地电极，等离子电源几部分构成。向PMR供给氨气，再通过等离子电源施加3万伏电压，将氨气分解为氢原子和氮原子。

通过氢分离膜将氢原子过滤透出，从而分离氢原子和氮原子。从氢分离膜透出的氢原子结合成为高纯度氢气，再从外部取出。剩余的氮原子则结合成氮气在大气中排出。

改良后的PMR为了能够让等离子体与氨气接触时间更长，在电极间（氢分离膜与接地电极之间）充填了吸着剂。通过吸着剂促进氢原子的生成，增加透过氢分离膜的氢原子量，与旧有的方式比较效率提高了一倍。

今后的发展方向

下图是PMR制氢装置的应用实例。因其以氨气为原料进行制氢，作为构建零碳氢能社会的重要技术被寄予很大期待。PMR在2020年的目标是实现真正的商品化，并且提高氢气制造量，降低电力消耗量。相关的实验现在也在稳步进行。