国家标准定义氢气纯度大于或等于5N（99.999%）为高纯氢；大于或等于6N（99.9999%）为超纯氢，我国高纯氢和超纯氢的消耗量约为20万吨/年，主要应用于芯片和液晶显示器生产等。然而，6N及以上的超纯氢极易被污染、无法气态运输，需要在使用终端的用气点设置纯化器，将氢气纯化达标后方能使用。目前，我国的纯化器进口依赖度高，制约了相关制造业发展。
与传统的金属钯管相比（厚度>50μm），负载型超薄金属钯复合膜的厚度约为5至8μm，具有较高的透氢量，可满足规模化应用的需求，在氢能、超纯氢气提纯、核能等领域都有着广阔的应用前景。在本次测试中，李慧等研发的不锈钢钯复合膜纯化器的产氢量大于7Nm3/h，氢气纯度大于99.999999%，氩气指标小于10ppb，达到客户指标要求。
李慧等长期从事钯复合膜材料的制备和应用研究，开发的不锈钢负载钯复合膜实现了在超纯氢气领域的产品化应用，其中的关键技术包括：原创孔道修饰技术制备超薄高性能不锈钢钯复合膜，指型和空隙结构可显著提高了钯膜的稳定性（Chem. Eng. J.，2020）；该钯膜的透氢性能达到美国能源部DOE2015的要求，实现大于13000小时的长期稳定运行，高于目前已有的文献报道（4000小时）；开发抗硫涂层技术（J. Mater. Chem. A，2017），提高了钯膜的抗硫性能等；鉴于传统的陶瓷钯复合膜存在机械强度差、密封困难、热稳定性差导致难以产品化等问题，开发了超薄不锈钢钯膜，提高了钯膜的机械强度和密封可靠性，以及可实现升降温等性质，并于2019年首次建成不锈钢钯复合膜的示范生产线。
上述工作得到了辽宁省兴辽英才计划、大连市科技创新基金等项目的资助。（文/图 鲍锋、唐春华）
