ノリタケカンパニーリミテド、ファインセラミックスセンター(JFCC)、東京大学は、燃料電池用に全てセラミックス素材で構成した高効率の水素分離膜モジュールを開発した。膜面積0.04m2のモジュール1つで、1時間に濃度99％以上の水素を660リットル(差圧1MPaの場合)分離でき、1kW級の家庭用燃料電池1台を作動させることが可能。ノリタケは今後も用途開発を進め、2010年での実用化を目指す。

　この水素分離膜モジュールは、直径6mm、長さ400mmのアルミナ製多孔質チューブを6本同心円上に配置した構造で、外側から供給される水素含有ガスから水素分子のみを透過させて、中心部に配置したアルミナ管に水素を集めて取り出すことができる。アルミナ製多孔質チューブには、直径約0.3ナノメートルの多数の細孔があり径0.28ナノメートルの水素分子は通すが、窒素など他のガス分子は細孔より大きく通過できない。

　ノリタケは、東京大学工学系研究科化学システム工学専攻の中尾真一教授が開発した対向拡散CVD(化学的気相成長)法により、アルミナ製多孔質チューブ支持基材の外側からシリカ原料のテトラメチルオルトシリケイト(TMOS)をガス化して供給し、内側から供給する酸素と反応させることで、水素分子程度の細孔を持った非晶質シリカの水素分離膜の製膜に成功した。JFCCはその性能や耐久性の評価を担当した。

　水素分離膜の材料には有機材料や金属材料があるが、有機材料は耐熱性が低く、一方で金属材料は300℃以下では使用できずない上に共存するガスの種類にも制約を受ける。非晶質シリカによる全セラミックス製のモジュールは、室温から600℃までの温度領域に対応でき、有機蒸気や炭化水素系ガスが存在する条件下でも使用できる。JFCCによる水素と窒素の混合ガスからの水素分離検査では、1,000時間経過後も水素濃度99％以上の回収性能を維持し続けた。

　この水素分離膜の研究開発は、02年度～06年度にかけて新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の委託事業「高効率高温水素分離膜の開発」として行われた。