Портфельная компания новосибирского наноцентра получила патент на способ нанесения палладиевого металлического покрытия, в течение двух лет она будет разрабатывать технологию получения водородпроницаемых палладийсодержащих мембран для разделения и очистки водорода методом химического осаждения из газовой фазы PMOCVD.
Сверхчистый водород в первую очередь необходим в микро- и наноэлектронике при производстве печатных плат, сфера его применения чрезвычайно широка (химия и нефтехимия, металлургия, пищевая, стекольная, электронная, электротехническая промышленность). Мировой рынок получения водорода оценивается в 100 млрд. долларов.
Для получения водорода синтетическая газовая смесь, полученная из природного газа, прогоняется под давлением через палладиевую мембрану. Водород проходит через мембрану, а остальные газы – нет: в результате получается сверхчистый водород.
Для экономии палладия в промышленности используют не цельную мембрану, а подложку, на которую наносят слой благородного металла. Совместная компания новосибирского наноцентра и Института неорганической химии СО РАН получила патент на способ нанесения палладия: из газовой фазы сверхтонким слоем 1-5 мкм на подложку любой формы последовательно осаждают оксид циркония и палладий. Базовая подложка – это нержавеющая сталь. Если палладий нанести на неё напрямую, мембрана быстро разрушится от теплового воздействия и давления. Промежуточный слой оксида циркония сглаживает разницу в свойствах стали и палладия. Чистый водород, произведённый с помощью таких мембран, будет стоить значительно дешевле и станет более доступным для многих высокотехнологичных производств, где он необходим.
«По нашим оценкам, базовая стоимость мембраны для водорода сейчас – порядка 10-12 тысяч долларов из-за того, что там довольно толстый слой палладия, большое число отходов и дорогой технологический процесс. За счёт технологии нанесения мы стараемся достичь стоимости ниже 5 тысяч долларов за квадратный метр» - прокомментировал экономические выгоды запатентованной технологии руководитель проектного офиса наноцентра «СИГМА.Новосибирск» Юрий Логинов.
Научную разработку и лабораторные исследования технологии осуществляет Институт неорганической химии СО РАН, опытно-промышленнное тестирование наноцентр и Институт намерены провести совместно с европейским партнёром.
Коммерциализацию разработки планируется осуществлять через лицензирование технологии производителям установок по синтезу и очистке водорода. Выход на промышленную технологию займёт порядка трёх лет.