液態Ga金屬膜比Pd金屬膜能更有效地分離氫氣

將液體鎵(Ga)夾在兩片多孔碳化硅載體之間的液體金屬膜可望用于分離甲烷蒸汽轉化得到的氫氣，比現有的固體鈀(Pd)膜更好。

鈀膜對提純分離氫氣，排斥CO2和CO等其它氣體是有效的，但局限性是成本高，因此需要做得很薄，容易破裂。一旦破裂，所有氣體都能通過，就失去了提純作用。此外，氣體混合物中的硫對鈀膜有負作用。

馬薩諸塞州伍斯特理工學院(WPI)的研究人員開發了一種用液體鎵代替固體鈀來分離氫的膜。他們已經成功地示范了用這種叫做SLiMM(夾心液體金屬膜)的體系從氫氣與氦氣的混合物中分離氫氣。

氫氣接觸鈀膜時，會解離為氫原子，氫原子擴散通過膜，在膜的另一側再重新結合為氫分子。溫度提高到甲烷蒸汽轉化反應發生的溫度時，液體鎵也能達到同樣的氫氣解離效果，然后氫原子就可以從液體膜中的一個孔隙跳到另一個孔隙，最終穿過200 μm厚的鎵層。

與鈀膜相比，鎵膜有幾個關鍵的優勢。首先，鎵的成本比鈀低一個數量級，而且鎵是無毒的。其次，這種液體膜能夠自我修復，自發地彌補任何裂痕或瑕疵。還有，液體金屬中的孔隙空間比固體金屬多，因此氫原子更容易通過這種液體材料。

WPI團隊下一步計劃用甲烷蒸汽轉化產生的實際合成氣混合物來測試SLiMM。