熱化学水素製造法ISプロセスにおいて水素生成する反応であるHI分解反応の分解率を向上させるため、水素分離膜を用いた膜反応器の適用を検討している。本研究では、高性能な水素分離膜を開発するため、HTMOSをシリカ源に用い$\alpha$-アルミナ基材上に対向拡散CVD法を用いて製膜したシリカ膜の性能を調べた。$\alpha$-アルミナに直接製膜した膜よりも$\gamma$-アルミナをコーティングした$\alpha$-アルミナ基材上に製膜した膜の方が、高い水素透過性を示すこと、および、450$^{\circ}$Cの製膜条件で高い水素選択性ならびに水素透過性が得られることを見い出した。さらに、製膜した膜を適用した膜反応器において、HI分解反応を行い、平衡分解率(20\%)を超える0.48の水素転化率を得ることができた。