AbstractPalladium and palladium–silver permeators have been obtained by coating porous ceramic tubes with a thin metal layer. Three coating techniques have been studied and characterized: chemical electroless deposition (PdAg film thickness of 10 μm), ion sputtering (about 1 μm) and rolling of thin metal sheets (50 μm). The Pd-ceramic membranes have been used for manufacturing catalytic membrane reactors (CMR) for hydrogen and its isotopes recovering and purifying. These composite membranes and the CMR have been studied and developed for a closed-loop process with reference to the design requirements of the international thermonuclear experimental reactor (ITER) blanket tritium recovery system in the enhanced performance phase of operation. The membranes and CMR have been tested in a pilot plant equipped with temperature, pressure and flow-rate on-line measuring and controlling devices. The conversion value for the water gas shift reaction in the CMR has been measured close to 100% (always above the equilibrium one, 80% at 350°C): the effect of the membrane is very clear since the reaction is moved towards the products because of the continuous hydrogen separation. The rolled thin film membranes have separated the hydrogen from other gases with a complete selectivity and exhibited a slightly larger mass transfer resistance with respect to the electroless membranes. Preliminary tests on the sputtered membranes have also been carried out with a promising performance. Considerations on the use of different palladium alloy in order to improve the performances of the membranes in terms of permeation flux and mechanical strength, such as palladium/yttrium, are also reported.
パラジウムおよびパラジウム-銀透過膜は、多孔質セラミック管を薄い金属層で被覆することにより作製された。化学的無電解析出法（PdAg膜厚10μm）、イオンスパッタリング法（約1μm）、および薄肉金属シートの圧延（50μm）の3つの被覆技術が検討・特性評価された。Pd-セラミック膜は、水素およびその同位体の回収・精製のための触媒膜リアクター（CMR）の作製に使用された。これらの複合膜とCMRは、国際熱核融合実験炉（ITER）ブランケットの高性能化運転段階におけるトリチウム回収システムの設計要件を考慮し、クローズドループプロセス向けに研究・開発された。膜とCMRは、温度、圧力、流量のオンライン計測・制御装置を備えたパイロットプラントで試験された。CMRにおける水性ガスシフト反応の転化率は100%に近い値が測定された（常に平衡転化率（350°Cで80%）を上回った）。連続的な水素分離により反応が生成物側に移動するため、膜の効果は極めて明瞭である。圧延薄膜膜は、完全な選択性で水素を他のガスから分離し、無電解めっき膜と比較してわずかに大きい物質移動抵抗を示した。スパッタリング膜に関する予備試験も実施され、有望な性能が示された。透過流束と機械的強度の観点での膜性能向上のための、パラジウム/イットリウムなどの異なるパラジウム合金の使用に関する考察も報告されている。