JP2005238100A - 反応器及び流路構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】改質器5は、内部空間を形成した反応器本体501と、反応器本体501内に収納された流路構造502と、を備える。流路構造502は、炭素系基板505を基本構成として有している。炭素系基板505には、複数の貫通孔506が形成されており、これら貫通孔506によって反応器本体501内の領域510から領域511まで通じている。また、炭素系基板505の表層には、触媒成分が担持されている。そして、炭素系基板505に電流・電圧を印加することによって炭素系基板505が発熱し、貫通孔506を通る燃料に熱が伝わる。
【選択図】図3
Description
そこで、本発明は、上記のような問題点を解決しようとしてなされたものであり、均等に反応できる反応器及び流路構造を提供することを目的とする。
図1は、発電装置1を示した図面である。
この発電装置1は、デスクトップ型パーソナルコンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話機、PDA(Personal Digital Assistant)、電子手帳、腕時計、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、ゲーム機器、遊技機、家庭用電気機器、その他の電子機器に備え付けられたものであり、電子機器本体を動作させるための電源として用いられる。
なお、炭素系基板305の一部表面に、燃料の反応に関与しない金属酸化物膜が保護膜として成膜されていても良い。
なお、炭素系基板305の表面に金属酸化物膜が成膜されている場合には、反応器本体301外ではその金属酸化物膜が剥離され、炭素系基板305の表面が露出していることが好ましい。
なお、触媒516が炭素系基板505の表層を担体としたものでなくても良い。つまり、触媒516は、炭素系基板505の表面に担体として成膜された多孔質金属酸化物膜(例えば、アルミナ(Al2O3)、酸化チタン、酸化セリウム)に触媒成分を担持させたものでも良い。ここで、多孔質金属酸化物は、燃料の反応(後述する化学反応式(1))に関与しない金属酸化物であっても良いし、燃料の反応に有効となる金属酸化物であっても良い。なお、炭素系基板505の厚さは、炭素系基板505の面方向の長さ、幅よりも短い。複数の貫通孔506,506,…が炭素系基板505の厚さ方向に沿って互いに平行且つ途中で屈曲しないように直進した形状に形成されている。
なお、触媒616が炭素系基板605の表層を担体としたものでなくても良い。つまり、触媒616が、炭素系基板605の表面に担体として成膜された多孔質金属酸化物(例えば、アルミナ(Al2O3)、酸化チタン、酸化セリウム)に触媒成分を担持させたものでも良い。ここで、多孔質金属酸化物は、一酸化炭素の酸化に関与しない金属酸化物であっても良いし、燃料の酸化に有効となる金属酸化物であっても良い。また、触媒616が多孔質金属酸化物膜を担体とする場合には、反応器本体601外ではその金属酸化物膜が剥離され、炭素系基板605の表面が露出していることが好ましい。炭素系基板605の厚さは、炭素系基板605の面方向の長さ、幅よりも短い。複数の貫通孔606,606,…が炭素系基板605の厚さ方向に沿って互いに平行且つ途中で屈曲しないように直進した形状に形成されている。
まず、表層が多孔質で発熱抵抗体として機能する程度の導電性及び高抵抗性を示す平板状の炭素系基板305,505,605を準備し、炭素系基板305,505,605に対して金属マスクを形成し、金属マスクを施した状態の炭素系基板305,505,605にエッチングを施す。これにより、炭素系基板305,505,605のそれぞれに貫通孔306,506,606が複数形成される。なお、炭素系基板305,505,605の表面に対して部分的に微小粒子を吹き付けること(サンドブラスト法)によって、炭素系基板305,505,605に貫通孔306,506,606を複数形成しても良い。
なお、炭素系基板505,605の表層を担体としない場合には、ゾルゲル法、ディップコーティング法等により炭素系基板505,605の表面(貫通孔506,606内の表面も含む。)に多孔質金属酸化物膜を成膜し(コーティングし)、その多孔質金属酸化物膜に触媒成分を担持することによって、触媒516,616が形成される。
炭素系基板305,505,605に電圧・電流が電圧印加手段によって印加されると、炭素系基板305,505,605が発熱し、更には触媒516,616が加熱される。
CH3OH+H2O→3H2+CO2 … (1)
2CH3OH+H2O→5H2+CO+CO2 … (2)
2CO+O2→2CO2 … (3)
H2→2H++2e- … (4)
燃料電池7の燃料極に供給された混合気のうち、電気化学反応に寄与しない生成物(二酸化炭素等)は、外部に排出される。
2H++1/2O2+2e-→H2O … (5)
燃料電池7の空気極に供給された空気のうち電気化学反応に寄与しないガス(窒素等)と、生成水は、外部に排出される。
第1の実施の形態では、流路構造302,502,602が別々の反応器本体301,501,601内に収納されているが、第2の実施の形態では、図5、図6に示すように、流路構造302,502,602が同一の反応器本体21内に収納されている。ここで、図5は、気化器、改質器及び一酸化炭素除去器を一体化した反応器20の斜視図であり、図6は、図5の面VI−VIに沿う断面図である。なお、図5、図6に示された反応器20は、図1に示された気化器3、改質器5及び一酸化炭素除去器6の全体に置きかえて、発電装置1に用いられる。
なお、上記実施形態では、炭素系基板の製法については詳述しなかったが、マイクロリアクタとしての温度で溶融等の変質を生じないバインダに活性炭粉末及び黒鉛の少なくとも一方を混合して焼結させてもよい。
5、15 改質器(反応器)
6、16 一酸化炭素除去器(反応器)
20 反応器
21、301、501、601 反応器本体
302、502、602 流路構造
305、505、605 炭素系基板
306、506、606、 貫通孔
516、616 触媒
Claims (9)
- 内部空間を形成した反応器本体と、
前記反応器本体内の空間を二つの領域に区切る炭素系基板と、を有し、
前記炭素系基板を貫通した複数の貫通孔が前記反応器本体内の一方の領域から他方の領域に通じ、前記炭素系基板が電気により発熱することを特徴とする反応器。 - 前記貫通孔内を含み前記炭素系基板の表層に触媒成分が担持されていることを特徴とする請求項1に記載の反応器。
- 前記貫通孔内を含み前記炭素系基板の表面に担体膜が成膜され、その担体膜に触媒成分が担持されていることを特徴とする請求項1に記載の反応器。
- 前記複数の貫通孔は前記基板の厚さ方向に沿って互いに平行且つ途中で屈曲しないように直進した形状に形成されていることを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の反応器。
- 流体が流れる流路が設けられた炭素系基板と、
前記炭素系基板を加熱するために前記炭素系基板に電圧を印加する電圧印加手段と、を有することを特徴とする反応器。 - 炭素系基板を有し、複数の貫通孔が前記炭素系基板の一方の面から他方の面に貫通し、前記炭素系基板が電気により発熱することを特徴とする流路構造。
- 前記貫通孔内を含み前記炭素系基板の表層に触媒成分が担持されていることを特徴とする請求項6に記載の流路構造。
- 前記貫通孔内を含み前記炭素系基板の表面に担体膜が成膜され、その担体膜に触媒成分が担持されていることを特徴とする請求項6に記載の流路構造。
- 前記複数の貫通孔は前記基板の厚さ方向に沿って互いに平行且つ途中で屈曲しないように直進した形状に形成されていることを特徴とする請求項6〜請求項8の何れか一項に記載の流路構造。
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Cited By (2)
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JP2011026182A (ja) * | 2009-05-28 | 2011-02-10 | Toshiharu Fukai | 水素の製造方法 |
JP2017533077A (ja) * | 2014-08-20 | 2017-11-09 | バイエル、アクチエンゲゼルシャフトBayer Aktiengesellschaft | ヒドロキシル、チオール、アミノおよび/またはホルムアミド基を有する化合物のホスゲン化方法 |
-
2004
- 2004-02-26 JP JP2004051374A patent/JP2005238100A/ja active Pending
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JP2017533077A (ja) * | 2014-08-20 | 2017-11-09 | バイエル、アクチエンゲゼルシャフトBayer Aktiengesellschaft | ヒドロキシル、チオール、アミノおよび/またはホルムアミド基を有する化合物のホスゲン化方法 |
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