Protonen leitendes Schichtsystem und Herstellungsverfahren desselben

摘要

Die Erfindung betrifft ein Schichtsystem zur Abtrennung von Wasserstoff aus wasserstoffhaltigen Gasen sowie ein Verfahren zur Herstellung. Das Schichtsystem besteht aus zwei Protonen leitenden, gasdichten Schichten. Eine Funktionsschicht aus einem Material mit einer hohen Protonenleitfähigkeit, welches aber gegen Prozessgase wie CO₂ oder aggressive Spurengase empfindlich ist, macht den größten Anteil der Dicke des Schichtsystems aus. Sie wird von einer dünnen Schutzschicht aus einem Material, das zwar schlechter Protonen leitet, aber unempfindlich gegen reaktive Gase ist, geschützt. Im Endeffekt lässt sich mit dem Schichtsystem bei vorgegebener Gasdichtigkeit und damit Gesamtdicke der Schicht eine bessere Protonenleitfähikgkeit erzielen als nach dem Stand der Technik. Bei dem Herstellungsverfahren wird ein Erdalkalimetallkarbonat zu einem Oxid reduziert, welches Festkörperreaktionen mit zuvor aufgebrachten Schichten aus Zirkonium oder Seltenerdmetallen eingeht. Durch Sinterung entstehen die Schutzschicht und die Funktionsschicht.