活性セラミック膜
活性セラミック膜で高付加価値の化学変換が可能
十分な温度があれば、特殊な組成のセラミック膜を設計してイオンを輸送することができ、分子レベルで選択的イオン輸送セラミックとして機能させることができます。活性セラミック膜は、ガスから化学物質への変換（GTCh）、ガスから液体への変換（GTL）、固体酸化物電解（SOXE）など、さまざまな変換アプリケーションに適用することができます。
クアーズテックは、主要な技術パートナーと連携し、セラミック膜を応用して、自動車、エネルギー、化学など、さまざまな分野で新しいアプリケーションを実現しています。
アプリケーション例
天然ガスから化学製品への直接転換
クアーズテックは、天然ガス（メタン）を原料として高付加価値な芳香族化学物質を製造する新しいプロセスを開発しました。このプロセスでは、先進セラミック膜を使用することで、ガスから液体への直接非参加変換を初めて可能にし、コストを削減し、複数の工程を省き、二酸化炭素（CO2）の排出を回避します。その結果得られる芳香族前駆体は、断熱材、プラスチック、繊維製品、ジェット燃料など、さまざまな有用な製品の原料となります。
共イオン性セラミック膜は、水素（H2）の抽出と酸素種の注入を同時に行うことで、 メタン脱水素芳香族化（MDA）プロセスを強化し、収率を向上させ、触媒の安定性を高め、CO2排出をなくすことで、MDA技術を実現可能にします。
バイオガスや天然ガスの主成分であるメタンの直接活性化は、何十年もの間、炭化水素研究コミュニティの主要な目標の１つでした、この新しいプロセスは、サイエンス誌の2016年8月5日号に掲載された研究論文「触媒共イオン膜反応器におけるメタンの芳香族への直接変換」で詳細に説明されています。
火星での酸素生成
例えば、固体酸化物電解（SOXE）では、酸素輸送膜（OTM）技術が、先進セラミックのイオン伝導特性を利用して、陰極側の空気源から電解質膜を通って陽極へと至る酸素イオンの流れを作り出します。
O2-イオンが陽極に到達すると、燃料（例：COやH2）と結合しながら電子を放出します。これらの電子は電流となって流れ、エネルギーを変換するための熱機関を必要とせず、使用可能な電力を直接生み出します。
このプロセスは逆にも行うことができます。NASAの2020年のミッションのMOXIE(火星酸素現場資源活用実験)プロジェクトでは、火星の大気中に豊富に存在する固有の二酸化炭素（CO2）から高純度の酸素（O2）を生成するために、活性セラミック膜の技術を使用しています。
天然ガスを水素に変換してクリーンで効率的な輸送を実現
クアーズテックのセラミック膜技術により、小型水素発生装置が実現し、天然ガスを利用できる人 なら誰でも、家庭で簡単かつ安価に水素自動車に燃料を供給できるようになります。これにより、水素を燃料とする自動車は、バッテリーや石油を燃料とする自動車よりもクリーンで安価に走行することが可能になります。
水素はすでに、食品加工から半導体やガラスの製造まで、さまざまな産業プロセスで重要な分子であり、現在の最大の水素用途は、アンモニアベースの肥料です。クアーズテックのセラミック膜技術は、家庭用から大規模な水素生産までスケールアップが可能です。
加圧純粋酸素の生成
クアーズテックは、医療アプリケーションや高純度酸素が必要な場所の酸素タンクの充填に使用できる、99.999％の純酸素を生成する、固体電解質酸素システム（SEOS）を開発しました。
SEOSジェネレーターは、常温・常圧で供給される供給空気から酸素を分離し、結晶格子を通して酸素イオンを伝導する加熱された非多孔質セラミック膜を使って酸素を圧縮します。その後、電気が最終アプリケーション向けに高圧で酸素を生成する原動力となります。
追加リソース:
2022年4月21日発表
「サイエンス」誌に掲載された水素生産用プロトンセラミック膜:
クアーズテックメンブレンサイエンスの開発チームは、国際的な研究パートナーと共同で、セラミック膜技術を利用して、エネルギー損失をほぼゼロにして電気と燃料から水素を製造するスケーラブルな水素発生装置の開発に成功しました。詳細はこちら >>
