برآورد افزایش دو برابری در میزان مصرف جهانی انرژی تا سال ۲۰۵۰، نیاز بشر به كشف انرژی‌های جدید و پایان‌ناپذیر را هویدا می‌سازد. در همین راستا، تحقيقات گسترده‌ای در سطح بين‌المللي در زمينه دستيابی به هيدروژن خالص صورت گرفته است. در همین راستا مجریان این طرح موفق شدند پایه‌های سرامیکی نانوساختار با طرح لوله‌ای را تولید و زمینه را برای به‌کارگیری این نوع غشاهای سرامیکی در تخلیص هیدروژن هموار سازند.

در همین راستا، روش ELP مناسبترین روش متداول براي ساخت غشاهای پالاديومی بر روی پایه‌های نانوساختار سرامیکی، انتخاب گردید و در این طرح از روش نوین فعال‌سازی پایه‌های سرامیکی نانوساختار استفاده شد. به‌منظور ساخت لایه نهایی پالادیومی، راکتور سنتز لایه غشایی پالادیومی به روش ELP برروی پایه‌های نانوساختار با طرح لوله‌ای طراحی و ساخته شد. در ادامه به‌منظور آب‌بندی غشاهای کامپوزیتی پالادیومی به منظور تست‌های عبوردهی گاز هیدروژن خصوصا در دمای بالا، مدول غشایی طراحی و ساخته شد.

در این طرح، غشاهای کامپوزیتی پالادیومی بر روی پایه­‌های نانوساختار سرامیکی با طرح لوله‌‌ای، تهیه و برای تولید هیدروژن خالص (بیش از 999/99 درصد) به­‌کار گرفته شده است. به­‌منظور بررسی عملکرد این غشاها در جداسازی هیدروژن در دمای بالا، مدول غشایی با طرح جدید طراحی و با استفاده از مدول طراحی شده چند المانه غشاهای پالادیومی، هیدروژن خالص با گرید بالاتر از 5 تولید شد. تولید غشاهای پالادیومی با استفاده از روش نوین فعال­سازی لایه پلیمری حاوی نانوذرات پالادیومی انجام شده است. همچنین برای سنتز لایه نهایی غشایی پالادیومی چگال، برای اولین بار در کشور راکتور ساخت غشا به روش لایه­‌گذاری بدون اعمال جریان الکتریکی طراحی و ساخته شد. 

غشای کامپوزیتی پالادیومی

تست‌های عبوردهی گاز هیدروژن از غشای پالادیومی کامپوزیتی با استفاده از مدول غشایی انجام گرفت که نتایج حاکی از آن است که با افزایش دما، عبوردهی هیدروژن از غشای پالادیومی نهایی افزایش می‌یابد که علت این امر، فعال شدن سایت‌های کاتالیستی پالادیومی به‌منظور افزایش حلالیت هیدروژن است. این در حالی است که عبوردهی آرگون بسیار ناچیز است. در ادامه تعدادی از غشاهای تولید شده در یک ماژول غشایی چند المانه در مقیاس نیمه صنعتی نصب و برای تخلیص هیدروژن تولیدی از واحد الکترولایزر با ظرفیت یک نرمال مترمکعب بر ساعت به‌کار گرفته شد؛ به‌طوریکه خروجی این ماژول غشایی، هیدروژنی با خلوص بالا (بیش از ۹۹/۹۹۹درصد) بود که می‌توان آن را به عنوان خوراک پیل سوختی با ظرفیت یک کیلووات مورد استفاده قرار داد. مدول غشایی طوری طراحی شده است که امکان آب‌بندی غشاها بر روی پایه‌های لوله‌ای سرامیکی در طول‌های مختلف غشایی در دماهای بالا بدون هیچ آسیب‌دیدگی به غشا وجود دارد. دستیابی به فناوری تولید هیدروژن با گرید بالا با استفاده از فناوری نوین غشاهای کامپوزیتی پالادیومی نانوساختار موفقیتی بود که نه تنها در سطح ملی بلکه در سطح منطقه می‌تواند اقدامی منحصر بفرد در توسعه فناوری انرژی‌های نو باشد.    

بررسی پایداری حرارتی غشاهای نصب شده در سامانه خالص­ ساز هیدروژنی در دمای ᵒC۴۳۰ و فشار bar 7 

کاربردها:

•  واحدهای خانگی تولید برق با فناوری پیل سوختی (بومی‌سازی این فناوری)
• تولید هیدروژن خالص از جریان‌های پالایشگاهی و مجتمع‌های پتروشیمی برای به‌کارگیری در واحدهای مختلف ازقبیل واحد آمونیاک‌سازی، هیدروژناسیون و ...
• تولید هیدروژن خالص به‌عنوان سوخت پاک

 مزایا:

 مهمترین مزیت این محصول نسبت به نمونه‌های مشابه خارجی، روش ساخت این نوع غشا است؛ این روش، منجر به بهبود پایداری حرارتی و شیمیایی غشاها شده است.