Die neue Membran erweitert das Angebot an Palladiumlegierungen, ermöglicht hochreinen
Wasserstoff ohne zusätzliche Heizsysteme, reduziert Materialverschleiß und senkt
Energiekosten
12. September 2025 – TANAKA PRECIOUS METAL TECHNOLOGIES Co., Ltd., verantwortlich für das industrielle Edelmetallgeschäft von TANAKA, hat eine Palladiumlegierungs-Membran entwickelt, die bereits bei niedrigen Temperaturen um 300 Grad Celsius eine hohe Wasserstoffdurchlässigkeit ermöglicht.
Im Vergleich zu bisherigen Lösungen erreicht die Neuentwicklung eine deutlich bessere Leistung bei gleichzeitig geringeren Betriebstemperaturen. Erste Muster für Kunden werden ab dem 15. September 2025 verfügbar sein.
Unter den PdCu-Legierungsmembranen weist PdCu40 (eine Legierung mit 60 Prozent Palladium- und 40 Prozent Kupferanteil) bekanntermaßen die höchste Wasserstoffdurchlässigkeit auf. Die Reinigung von Wasserstoff mit PdCu40 erfordert jedoch hohe Temperaturen von etwa 400 Grad Celsius. TANAKA untersuchte das Mischungsverhältnis von Palladium in PdCu-Membranen und konnte die Leistungsfähigkeit mit PdCu39 (61 Prozent Palladium, 39 Prozent Kupfer) entscheidend maximieren.
Bisher war die hohe Wasserstoffdurchlässigkeit von PdCu39 nicht bekannt. Grund war, dass bereits ein geringer Anteil der fcc-Phase (*1) die Wasserstoffpermeation deutlich verringerte und es als schwierig galt, eine reine bcc-Phase (*2) zu erzielen. Durch ein spezielles, von TANAKA entwickeltes Wärmebehandlungsverfahren – basierend auf jahrzehntelanger Edelmetallforschung – wurde es möglich, eine vollständige bcc-Phase herzustellen und dieses Produkt zur Marktreife zu bringen.
Mit den jüngsten Fortschritten in der Wasserstoffreinigungstechnologie steigt die Nachfrage nach Membranen, die auch bei niedrigeren Temperaturen zuverlässig arbeiten. Für die Herstellung von hochreinem Wasserstoff wird Wasserstoffgas meist aus Methanol-Wasser-Gemischen erzeugt und über Module mit wasserstoffdurchlässigen Membranen gereinigt. Während Wasserstoff bereits bei ca. 300 Grad Celsius entsteht, entfalten herkömmliche Membranen ihre volle Wirkung erst bei 400 Grad Celsius oder höher. Das machte zusätzliche Heizsysteme notwendig, die die Kosten erhöhten und zudem gasförmige Verunreinigungen erzeugten.
Das neue Produkt ermöglicht die Reinigung bereits bei rund 300 Grad Celsius, wodurch zusätzliche Heiztechnik entfällt und die Materialoxidation reduziert wird. Darüber hinaus wird erwartet, dass es zur Senkung der Energiekosten, einschließlich Stromkosten und CO2-Emissionen, beiträgt.
Eine wissenschaftliche Präsentation zu diesem Produkt erfolgt auf der „Fall Meeting 2025“ des Japan Institute of Metals and Materials an der Hokkaido-Universität vom 17. bis 19. September 2025.
Produkteigenschaften
Wirksam bei niedrigen Temperaturen um 300 Grad Celsius
Hohe Wasserstoffdurchlässigkeit durch vollständige bcc-Phase
Membran ohne Mikrolöcher
Kein zusätzliches Heizsystem erforderlich, wodurch die Oxidation der Anlagen während des Heizvorgangs reduziert wird
Ermöglicht eine Verkleinerung der Wasserstoffreinigungsanlagen
Verfügbare Abmessungen und Formen (Prototypen für Tests)
Dicke: ab 10 µmT
Breite: bis 120 mm
Form: Folien (quadratisch, rund usw.)
*1 fcc-Phase: Metallische Phase mit einer kubisch-flächenzentrierten Kristallstruktur
*2 bcc-Phase: Metallische Phase mit einer kubisch-raumzentrierten Kristallstruktur
Seit der Gründung im Jahr 1885 hat TANAKA Precious Metals ein breit gefächertes Angebotsspektrum
im Edelmetallbereich aufgebaut. In Japan ist das Unternehmen, gemessen am Volumen der
gehandelten Edelmetalle, Marktführer. Im Laufe seiner langen Geschichte produzierte und verkaufte
TANAKA nicht nur Edelmetallprodukte für die Industrie, sondern auch für den Privatgebrauch, in Form
von Schmuck und Vermögenswerten auch für den Privatgebrauch. Als Edelmetallspezialisten
kooperieren dabei alle Unternehmen der Gruppe, in Japan und auf der ganzen Welt, bei der Herstellung,
dem Verkauf und der technologischen Entwicklung, um eine breite Auswahl an Produkten und
Dienstleistungen anbieten zu können. Mit 5.591 Mitarbeitern erzielte die Gruppe im Geschäftsjahr 2024
einen konsolidierten Nettoumsatz von 846.9 Milliarden Yen (ca. 5,2 Milliarden Euro).
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- Membran (Wikipedia)
Eine Membran oder Membrane (über spätmittelhochdeutsch membrāne ‚Pergamentstück‘ aus lateinisch membrāna ‚Häutchen‘) beschreibt dünne Strukturen mit unterschiedlichen Eigenschaften, die wie eine Haut oder Folie im Verhältnis zu ihrer Dicke eine große flächige Ausdehnung haben. Häufig ist eine biaxial gespannte Fläche gemeint, die die Fähigkeit zur Abtrennung oder zur Schwingung hat, oder eine dünne Abtrennung oder Umhüllung, die eine selektive Durchlässigkeit besitzt. - Tanaka (Wikipedia)
Tanaka steht für: Tanaka (Name), Vor- und Familienname, zu Namensträgern siehe dort Tanaka Kikinzoku, japanisches Rohstoffunternehmen Tanaka (Han), ein Lehen (4387) Tanaka, Asteroid des Hauptgürtels - Wasserstoff (Wikipedia)
Wasserstoff ist ein chemisches Element mit dem Symbol H (für lateinisch Hydrogenium ‚Wassererzeuger‘ von altgriechisch ὕδωρ hydōr, deutsch ‚Wasser‘) und der Ordnungszahl 1. Im Periodensystem steht das Element Wasserstoff in der 1. Periode und in der 1. IUPAC-Gruppe. Wasserstoff ist mit einem Massenanteil von etwa 70 % das häufigste chemische Element im Universum, jedoch nicht auf der Erde, wo sein Massenanteil an der Erdhülle nur 0,87 % beträgt. Der Großteil des Wasserstoffs auf der Erde ist im Wasser gebunden, der Verbindung mit Sauerstoff, deren Masse zu 11 % aus Wasserstoff besteht. Wasserstoff kommt gebunden an andere Elemente in sämtlichen Pflanzen und lebenden Organismen vor. Wasserstoff ist ein fester Bestandteil fast aller organischen chemischen Substanzen. Wasserstoff ist das chemische Element mit der geringsten Atommasse. Sein häufigstes Isotop, Protium, ist das einzige stabile Isotop ohne ein Neutron. Es besteht nur aus einem Proton und einem Elektron. Es existieren zwei weitere natürlich vorkommende Wasserstoffisotope, von denen das nicht-radioaktive Deuterium 0,0156 % des natürlichen Wasserstoffs ausmacht, während das in den oberen Schichten der Erdatmosphäre gebildete radioaktive Tritium nur in kleinsten Mengen vorkommt. Unter Bedingungen, die normalerweise auf der Erde herrschen (siehe Normalbedingungen), liegt das gasförmige Element Wasserstoff nicht als atomarer Wasserstoff mit dem Symbol H vor, sondern als molekularer Wasserstoff mit dem Symbol H2, als ein farb- und geruchloses Gas. Wenn z. B. bei Redoxreaktionen Wasserstoff neu gebildet wird, tritt das Element vorübergehend atomar als H auf und wird als naszierender Wasserstoff bezeichnet. In dieser reaktiven Form reagiert Wasserstoff besonders gut mit anderen Verbindungen oder Elementen.
