氫氣分離純化用鈀及鈀合金膜的工作原理是，氫分子吸附于鈀及鈀合金膜表面，解離生成氫原子，氫原子進(jìn)入鈀晶格內(nèi)部，鈀晶格允許氫原子快速移動，從高濃度側(cè)向低濃度側(cè)擴(kuò)散，即氫原子從膜的一側(cè)向另一側(cè)擴(kuò)散，然后從膜中析出重新結(jié)合形成氫分子，氫分子脫離膜表面，進(jìn)而實現(xiàn)氫氣分離純化。
傳統(tǒng)化石能源不可再生，且對環(huán)境污染較大，為應(yīng)對能源危機(jī)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境，近年來全球能源結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整，清潔可再生的新能源受到關(guān)注，氫能是重要方向之一。氫能可以廣泛應(yīng)用在工業(yè)以及能源領(lǐng)域，下游行業(yè)包括石油、化工、玻璃、陶瓷、水泥、冶金、氫燃料電池汽車、航空航天等。特別是在氫燃料電池汽車領(lǐng)域，其憑借續(xù)航里程長、充能時間短、動力性能優(yōu)等特點，已經(jīng)成為新能源汽車的重要發(fā)展方向之一。
鈀，元素符號Pd，鉑系金屬，立方晶系，有延展性、韌性，抗腐蝕，具有強氫氣吸附能力。以鈀為材料，采用物理氣相沉積法、化學(xué)氣相沉積法、電鍍法等工藝制備得到的鈀膜，在氫氣分離純化方面的應(yīng)用受到重視。鈀膜在低溫下使用時，易出現(xiàn)氫脆問題，鈀合金膜可以一定程度地解決這一問題。
鈀合金膜主要包括鈀基二元合金膜、鈀基三元合金膜兩大類。鈀基二元合金膜主要有Pd-Cu（鈀銅）、Pd-Ag（鈀銀）、Pd-Pt（鈀鉑）、Pd-Au（鈀金）等，依然存在抗雜質(zhì)氣體毒化性能較差，或者氫氣透過性能較差等問題；鈀基三元合金膜主要有Pd-Ag-M、Pd-Cu-M等，氫氣透過性能提升，抗雜質(zhì)氣體毒化性能改善，但各組分比例難以精確控制，制備難度大。
新思界
行業(yè)分析人士表示，鈀及鈀合金膜對氫氣具有高選擇透過性，在氫氣分離純化方面具有其他技術(shù)無法比擬的優(yōu)越性。在氫能產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展背景下，氫氣分離純化需求將持續(xù)增加，鈀及鈀合金膜擁有廣闊發(fā)展前景。因此針對鈀及鈀合金膜的不足之處，其技術(shù)研究還在不斷深入。例如，將鈀及鈀合金膜沉積在多孔支撐基體材料表面，制成鈀復(fù)合膜，采用這種新工藝來避免氫脆、雜質(zhì)氣體毒化等問題，并提高透氫性能。
