Das japanische Unternehmen Tanaka Precious Metal Technologies hat eine neue Palladium-Kupfer-Membran entwickelt, die bereits bei rund 300 °C eine hohe Wasserstoffdurchlässigkeit erreicht. Sie basiert auf einer Legierung namens PdCu39.
Temperatur auf Dampfreformierung abgestimmt
Wasserstoff entsteht typischerweise bei der Dampfreformierung aus Methanol-Wasser-Gemischen bei Temperaturen um 300 °C. Danach muss der Wasserstoff noch von anderen Gasen getrennt werden. Herkömmliche Membranen benötigen dafür Temperaturen von etwa 400 °C, um effektiv zu arbeiten. Durch die neue Membran entfällt der Bedarf an zusätzlichen Heizsystemen. Das spart nicht nur Energie, sondern schont auch die Anlagenkomponenten, da die Oxidation reduziert wird.
Zudem ermöglicht die Technologie eine kompaktere Bauweise von Wasserstoffreinigungsanlagen.
Neue Kristallstruktur macht es möglich
Die hohe Leistung der PdCu39-Membran basiert auf einem speziellen Wärmebehandlungsverfahren, das Tanaka entwickelt hat. Dieses Verfahren ermöglicht die Herstellung einer vollständig kubisch-raumzentrierten Kristallstruktur (body-centered cubic, bcc-Phase). Im Gegensatz zur kubisch-flächenzentrierten Phase (face-centered cubic, fcc) sind die Atome in der bcc-Struktur weniger dicht gepackt. Dadurch können Wasserstoffatome leichter durch die Membran diffundieren.
Bisher galt es als schwierig, bei PdCu39 eine reine bcc-Phase zu erzielen, da selbst geringe Anteile der fcc-Phase die Wasserstoffpermeation stark beeinträchtigen.
„Mit dieser Entwicklung konnten wir die Wasserstoffdurchlässigkeit bei niedrigen Temperaturen entscheidend verbessern“, heißt es vom Unternehmen.
Die Membran ist in verschiedenen Formen und Dicken ab 10 Mikrometer verfügbar. Erste Prototypen stehen Kunden seit dem 15. September 2025 zur Verfügung.
Muster verfügbar, Vorstellung auf Konferenz in Japan
Tanaka hat die neue Membran auf dem „Fall Meeting 2025“ des Japan Institute of Metals and Materials vorgestellt. Die Konferenz fand vom 17. bis 19. September an der Hokkaido-Universität statt.
Tanaka wurde 1885 gegründet und ist heute einer der führenden Anbieter von Edelmetallprodukten in Japan. Die Gruppe beschäftigt weltweit rund 5.600 Mitarbeitende und erzielte im Geschäftsjahr 2024 einen Umsatz von rund 5,2 Milliarden Euro. Tanaka ist auf industrielle Edelmetallanwendungen spezialisiert und betreibt Forschung, Entwicklung und Produktion an mehreren Standorten weltweit.
