针对高性能不锈钢钯复合膜开发的难题,该研究团队首次提出指型加空隙结构的不锈钢钯复合膜设计,可以保证在快速升降温过程中金属钯膜的自由伸缩,并避免不锈钢基底与金属钯膜接触造成膜结构的破坏。该新构型不锈钢钯复合膜能实现连续2000 h的长期稳定运行,而且在模拟燃料电池使用条件下实现了多个快速升降温循环,满足燃料电池氢源快速响应的要求。另外,空隙结构显著降低了多孔载体的渗透阻力,透氢速率达到2.1E-6 mol/(m2*s*Pa),H2/N2选择性达到16000。将高性能指型不锈钢钯复合膜与高效氨分解催化剂Ru/MgO相结合,形成膜反应器,可将氨分解的完全分解温度从文献中的748 K以上降低到673 K(氨分解转化率为99.8%),且实现200 h连续稳定运行,表明该膜反应器具备一定的车载应用潜力。

  此前,针对钯复合膜产业化应用中的关键问题,该研究团队提出缺陷原位修复新路线,开发多项钯复合膜制备新技术,并系统研究合成气成分对钯膜透氢性能的影响,受邀撰写了2篇综述(J. Mater. Chem. A,2016,4,14069;Chem. Eng. Sci.,2015,127,401)。该研究团队于2019年在张家港产研院率先建成规模化(MW级)不锈钢钯复合膜产线,成本仅为国外同类不锈钢钯复合膜的1/10,目前已实现甲醇重整、钯膜纯化与氢氧燃料电池的10 kw系统集成测试,以及液态阳光加氢站的产氢技术示范(20 kg/d)。