三功能炭膜

一步制取高纯氢

一张炭膜同时完成捕集、预分离和纯化，让低浓度氢气直接变成高纯氢。

Xue-Jie, Zhang · 李文翠 · Ba, Yaqi · 李刚 · 郝广平 · 陆安慧

Separation and Purification Technology 2025

参数信息

氢气渗透率

55.3 × 10⁻⁹ mol·m⁻²·s⁻¹·Pa⁻¹

H₂/CH₄ 分离因子

359.1

最终氢气纯度

99 vol%

技术优势

一步完成提纯

捕集、预分离和纯化三种功能集成于一张膜，无需多级膜组件。

氢气快速扩散

氢气在介孔基底中以 Knudsen 流传输，扩散速率比甲烷高一个数量级，从而高效预分离。

高 H₂/CH₄ 选择性

分离因子达到 359.1，能将 20 vol% 的氢气提纯至约 99 vol%。

应用场景

• 氢气提纯：一步将低浓度氢提纯到99%，替代多级分离。
• 气体分离：高选择性分离H₂/CH₄，处理管道混合气。
• 质子交换膜燃料电池：提供高纯氢燃料，避免催化剂中毒。
• 膜材料：三明治结构炭膜兼具高渗透率与选择性。