Membránová separace plynů je proces, při kterém se směs plynů rozděluje na jednotlivé složky pomocí membrány. Membrána umožňuje průchod některých plynů a brání průchodu jiných. V případě separace vodíku ze směsi zemního plynu lze použít membránu, která je selektivní pro vodík.

Existuje několik různých typů membrán, které lze použít k separaci vodíku, včetně polymerních membrán, anorganických membrán a kovových organických rámců (MOF). Polymerní membrány jsou vyrobeny z polymerů, jako jsou polysulfon a polyamidy, a často se používají pro separaci vodíku ze směsí zemního plynu díky své vysoké selektivitě pro vodík. Anorganické membrány, jako jsou keramické a skleněné membrány, se rovněž používají pro separaci vodíku, ale jsou obecně méně selektivní než polymerní membrány. MOF jsou relativně novým typem membrán, které mají nastavitelnou velikost pórů, díky čemuž jsou vysoce účinné při separaci plynů.

Proces separace vodíku ze směsi zemního plynu pomocí membrány obvykle zahrnuje stlačení směsi plynů na jedné straně membrány při současném udržování nižšího tlaku na druhé straně. Molekuly vodíku pak mohou procházet membránou na stranu s nižším tlakem, zatímco ostatní plyny projít nemohou. Oddělený vodík lze pak shromažďovat a používat jako palivo nebo surovinu pro chemické procesy.

Je důležité si uvědomit, že účinnost separačního procesu může být ovlivněna řadou faktorů, včetně typu použité membrány, rozdílu tlaku napříč membránou a teploty směsi plynů. Kromě toho bude čistota separovaného vodíku záviset na selektivitě membrány a složení výchozí směsi plynů.

Jedná se stále o poměrně nový a nedostatečně otestovaný proces. Nicméně využití současné plynové infrastruktury je velkou příležitostí a umožňuje výrazně snížit náklady na přepravu vodíku a snížit jeho konečnou cenu pro zákazníka. Samotný membránový separátor je relativně levné zařízení, které má vysoký potenciál. Bohužel i zde se setkáváme s určitou nedokonalostí, například s neúplnou separací plynu. Je zde také problém, který souvisí s nerovnoměrným rozdělením vodíku. To by mohlo způsobit, že někteří zákazníci obdrží nedostatečné množství vodíku. Riziko nedostatku dodávané energie je obecně zřejmé i z celé myšlenky takového systému. Pokud by například bylo pouze 20 % potrubí "vyhrazeno" pro vodík, tedy pro jediné médium přenášející energii pro koncového zákazníka, došlo by k výraznému snížení akumulačních a přenosových schopností takového potrubí (Galík, 2021, s. 63).