JP2006181489A - Method for manufacturing small-sized reactor - Google Patents
Method for manufacturing small-sized reactor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006181489A JP2006181489A JP2004378357A JP2004378357A JP2006181489A JP 2006181489 A JP2006181489 A JP 2006181489A JP 2004378357 A JP2004378357 A JP 2004378357A JP 2004378357 A JP2004378357 A JP 2004378357A JP 2006181489 A JP2006181489 A JP 2006181489A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- glass substrate
- flow path
- metal film
- catalyst
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
この発明は小型反応装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a small reactor.
化学反応の技術分野では、流体化された混合物質を流路内に設けられた触媒による化学反応(触媒反応)により、所望の流体物質を生成する小型反応装置が知られている。従来のこのような小型反応装置には、半導体集積回路などの半導体製造技術で蓄積された微細加工技術を用いて、シリコン基板の一面にミクロンオーダーあるいはミリメートルオーダーの流路を形成し、シリコン基板の一面に流路を覆うためのガラス基板を陽極接合したものがある(例えば、特許文献1参照)。 In the technical field of chemical reaction, there is known a small-sized reaction apparatus that generates a desired fluid substance by a chemical reaction (catalytic reaction) by a catalyst provided in a flow path of a fluidized mixed substance. In such a conventional small reaction apparatus, a micron-order or millimeter-order flow path is formed on one surface of a silicon substrate by using microfabrication technology accumulated in semiconductor manufacturing technology such as a semiconductor integrated circuit. There is one in which a glass substrate for covering a flow path on one surface is anodically bonded (for example, see Patent Document 1).
ところで、シリコン基板の代わりにガラス基板を用い、ガラス基板同士を陽極接合することが考えられるが、ガラス基板同士では直接陽極接合することはできない。そこで、一方のガラス基板の一面に、陽極接合により酸化されることによって他方のガラス基板と接合可能となる陽極接合用金属膜を形成すると、この陽極接合用金属膜を介してガラス基板同士を陽極接合することができる。 By the way, although it is possible to use a glass substrate instead of a silicon substrate and anodically bond glass substrates together, direct anodic bonding cannot be performed between glass substrates. Therefore, when a metal film for anodic bonding that can be bonded to the other glass substrate by being oxidized by anodic bonding is formed on one surface of one glass substrate, the glass substrates are bonded to each other through the anodic bonding metal film. Can be joined.
ところで、一方のガラス基板の一面に形成された流路内に、予め形成されたアルミニウム膜を陽極酸化して多孔質の酸化アルミニウム膜からなる触媒担持膜を形成し、この多孔質の触媒担持膜に触媒をより多く担持させることがある。このような場合において、一方のガラス基板の一面に陽極接合用金属膜を形成した状態で上記陽極酸化処理を行なうと、陽極接合用金属膜も同時に酸化されるため、後工程の陽極接合処理を行なうことができなくなってしまう。 By the way, in a flow path formed on one surface of one glass substrate, a previously formed aluminum film is anodized to form a catalyst supporting film made of a porous aluminum oxide film, and this porous catalyst supporting film In some cases, a larger amount of catalyst may be supported. In such a case, if the anodic oxidation treatment is performed with the anodic bonding metal film formed on one surface of one glass substrate, the anodic bonding metal film is also oxidized at the same time. It becomes impossible to do.
そこで、この発明は、一方のガラス基板の一面に形成された流路内に多孔質の触媒担持膜が形成されていても、ガラス基板同士を陽極接合することができる小型反応装置の製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a method for manufacturing a small reactor capable of anodic bonding of glass substrates even when a porous catalyst-supporting film is formed in a flow path formed on one surface of one glass substrate. The purpose is to provide.
この発明は、上記目的を達成するため、第1のガラス基板における流路形成領域以外の領域に接合用金属膜が設けられている一面に形成された流路内に溶射法により金属酸化物膜からなる触媒担持膜を形成する工程と、前記第1のガラス基板の前記一面に第2のガラス基板を前記接合用金属膜を介して接合する工程と、を含むことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a metal oxide film formed by a thermal spraying method in a channel formed on one surface of a first glass substrate where a bonding metal film is provided in a region other than a channel forming region. And a step of bonding a second glass substrate to the one surface of the first glass substrate via the bonding metal film. .
この発明によれば、第1のガラス基板の一面に形成された流路内に溶射法により金属酸化物膜からなる触媒担持膜を形成しているので、溶射法により触媒担持膜を形成するとき、第1のガラス基板の一面に形成された接合用金属膜が酸化されることがなく、したがって第1のガラス基板の一面に形成された流路内に触媒担持膜が形成されていても、ガラス基板同士を接合することができる。 According to the present invention, since the catalyst supporting film made of the metal oxide film is formed by the thermal spraying method in the flow path formed on one surface of the first glass substrate, the catalyst supporting film is formed by the thermal spraying method. The bonding metal film formed on one surface of the first glass substrate is not oxidized. Therefore, even if the catalyst supporting film is formed in the flow path formed on one surface of the first glass substrate, Glass substrates can be joined together.
図1はこの発明の一実施形態としての製造方法により製造された小型反応装置の透過平面図を示し、図2は図1のII−II線に沿う断面図を示す。この小型反応装置は小サイズの長方形状の第1のガラス基板1を備えている。第1のガラス基板1の上面には、サンドブラスト法などにより、蛇行した微小な反応炉の一部となる流路2が形成されている。流路2の寸法は、一例として、幅0.2〜0.8mm程度、深さ0.2〜0.6mm程度であり、全長は30〜1000mm程度である。
FIG. 1 shows a transmission plan view of a small reactor manufactured by the manufacturing method as one embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. This small reactor includes a
第1のガラス基板1の上面において流路2以外の領域には陽極接合用金属膜3が設けられている。陽極接合用金属膜3の具体的な材料については後で説明する。陽極接合用金属膜3の流路2に対応する開口部の内壁面を含む流路2の内壁面には、溶射法により形成された多孔質の金属酸化物膜からなる触媒担持膜4が設けられている。触媒担持膜4の具体的な材料については後で説明する。多孔質の触媒担持膜4には触媒(図示せず)が担持されている。触媒の具体的な材料については後で説明する。
A
第1のガラス基板1上の陽極接合用金属膜3の上面には、第1のガラス基板1と同じサイズの第2のガラス基板5が後述の如く陽極接合されている。すなわち、第1のガラス基板1の上面には第2のガラス基板5が陽極接合用金属膜3を介して陽極接合されている。第2のガラス基板5の流路2の両端部に対応する所定の2箇所には流入口6および流出口7が設けられている。
On the upper surface of the anodic
第1のガラス基板1の下面全体には窒化シリコンなどからなる絶縁膜8が設けられている。絶縁膜8の下面全体にはAuなどの金属膜やTa−Si−Oなどの抵抗体膜からなるべた状の薄膜ヒータ9が設けられている。薄膜ヒータ9は、この小型反応装置における化学反応(触媒反応)が所定の熱条件による吸熱反応を伴うとき、化学反応時に流路2内の触媒担持膜4に所定の熱エネルギを供給するためのものである。
An
薄膜ヒータ9の下面両端部には、Ti−W層、Au層およびTi−W層からなる3層構造の配線10、11が設けられている。そして、薄膜ヒータ9は、これらの配線10、11に電圧が印加されると、発熱するようになっている。
次に、この小型反応装置の製造方法の一例について説明する。まず、図3に示すように、第1のガラス基板1の下面に、プラズマCVD法などにより、窒化シリコンからなる絶縁膜8を成膜する。次に、絶縁膜8の下面に、スパッタ法などにより、Auなどの金属膜やTa−Si−Oなどの抵抗体膜を成膜して、べた状の薄膜ヒータ9を形成する。次に、薄膜ヒータ9の下面両端部に、スパッタ法などにより成膜されたTi−W層、Au層およびTi−W層からなる3層構造の配線形成用膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより、配線10、11を形成する。
Next, an example of the manufacturing method of this small reactor will be described. First, as shown in FIG. 3, an
次に、図4に示すように、第1のガラス基板1の上面に、スパッタ法などにより、陽極接合により酸化されることによって第2のガラス基板5と接合可能となるTa、W、Tiなどからなる陽極接合用金属膜形成用膜21を成膜する。次に、陽極接合用金属膜形成用膜21の上面において、流路2に対応する領域以外の領域に、積層されたドライフィルムフォトレジストをフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより、レジスト膜22を形成する。
Next, as shown in FIG. 4, Ta, W, Ti, etc. that can be bonded to the
次に、レジスト膜22をマスクとして陽極接合用金属膜形成用膜21の不要な部分をエッチングして除去すると、図4に示すように、レジスト膜22下に陽極接合用金属膜3が形成される。次に、レジスト膜22をマスクとしたサンドブラスト法などの処理を行なうと、図6に示すように、レジスト膜22下以外の領域における第1のガラス基板1の上面に蛇行した微小な流路2が形成される。
Next, when unnecessary portions of the anodic bonding metal
次に、図7に示すように、流路2の内壁面などを含むレジスト膜22の表面に、溶射法により、多孔質の金属酸化物膜形成用膜23を成膜する。金属酸化物膜形成用膜23の材料としては、小型反応装置で行なわれる化学反応に影響を与えにくく、且つ、ガラスの成分であるAl2O3、Al2O3SiO2などの金属酸化物が好ましい。溶射法には、プラズマ溶射法、アーク溶射法、ガスフレーム溶射法、超高速フレーム溶射法などがあり、溶射材料を溶融噴射させて流路2の内壁面などを含むレジスト膜22の表面に吹き付け、多孔質の金属酸化物膜形成用膜23を成膜する方法である。
Next, as shown in FIG. 7, a porous metal oxide
このように、第1のガラス基板1の上面に形成された流路2内に溶射法により多孔質の金属酸化物膜形成用膜23を形成しているので、溶射法により金属酸化物膜形成用膜23を形成するとき、第1のガラス基板1の上面に形成された陽極接合用金属膜3が酸化されることがなく、したがって第1のガラス基板1の上面に形成された流路2内に多孔質の金属酸化物膜形成用膜23が形成されていても、後述の如く、ガラス基板1、5同士を陽極接合することができる。
As described above, since the porous metal oxide
次に、図示していないが、多孔質の金属酸化物膜形成用膜23に触媒となる活性金属種(具体的な材料は後述する)を吸着させる。この活性金属種を吸着させる方法としては、金属酸化物膜形成用膜23に金属塩水溶液を吹き付けることにより、あるいは他の金属粒子や金属酸化物粒子を含む水溶液を吹き付けることにより、1種類または複数種類の活性金属種を吸着させる方法がある。次に、熱処理を行ない、多孔質の金属酸化物膜形成用膜23に触媒を焼成して固着させる。
Next, although not shown, an active metal species (specific materials will be described later) serving as a catalyst is adsorbed on the porous metal oxide
次に、レジスト膜22をリフトオフ法によりその表面に形成された金属酸化物膜形成用膜23と共に剥離すると、図8に示すように、陽極接合用金属膜3の流路2に対応する開口部の内壁面を含む流路2の内壁面に、触媒を担持した多孔質の触媒担持膜4が形成される。
Next, when the
次に、図9に示すように、直流電源24の陰極に接続された陰極板25上に、第1のガラス基板1の下面に設けられた配線10、11を位置決めして載置する。次に、第1のガラス基板2の上面に設けられたを陽極接合用金属膜3上に、流入口6および流出口7を有する第2のガラス基板5を位置決めして載置する。次に、第2のガラス基板5上に、直流電源24の陽極にスイッチ26を介して接続された陽極板27を載置する。
Next, as shown in FIG. 9, the
次に、第1、第2のガラス基板1、5を400〜600℃に加熱した状態で、スイッチ26を閉じて直流電源24から両極板25、27間に1kV程度の直流電圧を印加する。すると、第2のガラス基板5内の不純物である陽イオンが陽極接合用金属膜3から離れる方向に移動し、第2のガラス基板5の陽極接合用金属膜3側の界面に酸素イオンの濃度の高い層が現れる。すると、陽極接合用金属膜3の第2のガラス基板5側の界面の金属原子と第2のガラス基板5の陽極接合用金属膜3側の界面の酸素イオンとが結合し、強固な接合界面が得られる。
Next, in a state where the first and
そして、この強固な接合界面を有する陽極接合用金属膜3を介して、第1のガラス基板1と第2ガラス基板5とは強固に接合される。この場合、第1、第2のガラス基板1、5を400〜600℃に加熱し、両極板25、27間に1kV程度の直流電圧を印加するのは、第2のガラス基板5内の不純物である陽イオンが陽極接合用金属膜3から離れる方向に移動する速度を高くするためである。
The
ところで、上記製造方法では、同一のレジスト膜22を用いて、陽極接合用金属膜3、流路2および触媒担持膜4を形成しているので、製造工程数を少なくすることができる。また、陽極接合用金属膜3をガラスの成分であるAl2O3、Al2O3SiO2などの金属酸化物によって形成すると、ガラスの成分と異なる材料によって形成する場合と比較して、薄膜ヒータ9から陽極接合用金属膜3への第1のガラス基板1を介しての熱伝達効率を良くすることができる。
By the way, in the above manufacturing method, the same resist
また、上記製造方法では、陽極接合用金属膜3を用いて陽極接合により接合したが、陽極接合用金属膜3の代わりに比較的酸化されやすい接合用金属膜を用いて陽極接合以外の手法で接合する場合にも同様の効果をもたらすことができる。
Further, in the above manufacturing method, the anodic
次に、上記のような構成の小型反応装置を燃料改質型の燃料電池を用いた燃料電池システムに適用した場合について説明する。図10は燃料電池システム31の一例の要部のブロック図を示す。この燃料電池システム31は、燃料部32、燃料気化部33、改質部34、一酸化炭素除去部35、発電部36、充電部37などを備えている。
Next, a description will be given of a case where the small reactor configured as described above is applied to a fuel cell system using a fuel reforming type fuel cell. FIG. 10 shows a block diagram of a main part of an example of the fuel cell system 31. The fuel cell system 31 includes a fuel unit 32, a fuel vaporization unit 33, a reforming unit 34, a carbon monoxide removal unit 35, a power generation unit 36, a charging
燃料部32は、発電用燃料(例えばメタノール水溶液(CH3OH+H2O))が封入された燃料パックなどからなり、図示しないポンプの駆動により、発電用燃料を燃料気化部33に供給する。 The fuel unit 32 includes a fuel pack in which a fuel for power generation (for example, methanol aqueous solution (CH 3 OH + H 2 O)) is sealed, and supplies the power generation fuel to the fuel vaporization unit 33 by driving a pump (not shown).
燃料気化部33は、例えば、図1および図2に示すような構造となっている。ただし、この場合、流路2内には触媒担持膜4は設けられていない。そして、燃料気化部33は、燃料部32からの発電用燃料が流入口6を介して流路2内に供給されると、流路2内において、薄膜ヒータ9の加熱(120℃程度)により、発電用燃料を気化させ、この気化された発電用燃料ガス(例えば発電用燃料がメタノール水溶液の場合、CH3OH+H2O)を流出口7から流出させる。
The fuel vaporization part 33 has a structure as shown in FIGS. 1 and 2, for example. However, in this case, the
燃料気化部33で気化された発電用燃料ガス(CH3OH+H2O)は改質部34に供給される。この場合、改質部34も、図1および図2に示すような構造となっている。ただし、この場合、第1のガラス基板1の流路2内には触媒担持膜4が設けられ、触媒担持膜4には、例えば、Cu、ZnO、Al2O3などの改質触媒が担持されている。そして、改質部34は、燃料気化部33からの発電用燃料ガス(CH3OH+H2O)が流入口6を介して流路2内に供給されると、流路2内において、薄膜ヒータ9の加熱(280℃程度)により、次の式(1)に示すような吸熱反応を引き起こし、水素と副生成物の二酸化炭素とを生成する。
CH3OH+H2O→3H2+CO2……(1)
The power generation fuel gas (CH 3 OH + H 2 O) vaporized by the fuel vaporization unit 33 is supplied to the reforming unit 34. In this case, the reforming part 34 also has a structure as shown in FIGS. However, in this case, a
CH 3 OH + H 2 O → 3H 2 + CO 2 (1)
上記式(1)の左辺における水(H2O)は、反応の初期では、燃料部32の燃料に含まれているものでよいが、後述する発電部36の発電に伴い生成される水を回収して改質部34に供給するようにしてもよい。また、発電部36の発電中の上記式(1)の左辺のおける水(H2O)の供給源は、発電部36のみでもよく、発電部36および燃料部32でも、また燃料部32のみでもよい。なお、このとき微量ではあるが、一酸化炭素が改質部34内で生成されることがある。 The water (H 2 O) on the left side of the above formula (1) may be contained in the fuel of the fuel unit 32 at the initial stage of the reaction, but the water generated with the power generation of the power generation unit 36 to be described later. It may be recovered and supplied to the reforming unit 34. Further, the water (H 2 O) supply source on the left side of the above formula (1) during power generation by the power generation unit 36 may be only the power generation unit 36, the power generation unit 36 and the fuel unit 32, or only the fuel unit 32. But you can. At this time, although it is a small amount, carbon monoxide may be generated in the reforming unit 34.
そして、上記式(1)の右辺の生成物(水素、二酸化炭素)および微量の一酸化炭素は改質部34の流出口7から流出される。改質部34の流出口7から流出された生成物のうち、気化状態の水素および一酸化炭素は一酸化炭素除去部35に供給され、二酸化炭素は分離されて大気中に放出される。
Then, the product (hydrogen, carbon dioxide) and a small amount of carbon monoxide on the right side of the formula (1) flow out from the
次に、一酸化炭素除去部35も、図1および図2に示すような構造となっている。ただし、この場合、第1のガラス基板1の流路2内には触媒担持膜4が設けられ、触媒担持膜4には、例えば、Pt、Al2O3などの選択酸化触媒が担持されている。そして、一酸化炭素除去部35は、改質部34からの気化状態の水素および一酸化炭素が流入口6を介して流路2内に供給されると、薄膜ヒータ9の加熱(180℃程度)により、流路2内に供給された水素、一酸化炭素、水のうち、一酸化炭素と水とが反応し、次の式(2)に示すように、水素と副生成物の二酸化炭素とが生成される。
CO+H2O→H2+CO2……(2)
Next, the carbon monoxide removal part 35 also has a structure as shown in FIGS. However, in this case, a
CO + H 2 O → H 2 + CO 2 (2)
上記式(2)の左辺における水(H2O)は反応の初期では、燃料部32の燃料に含まれているものでよいが、発電部36の発電に伴い生成される水を回収して一酸化炭素除去部35に供給することが可能である。また、一酸化炭素除去部35における反応式(2)の左辺のおける水の供給源は、発電部36のみでもよく、発電部36および燃料部32でも、また燃料部32のみでもよい。 The water (H 2 O) on the left side of the above formula (2) may be contained in the fuel of the fuel unit 32 at the initial stage of the reaction, but the water generated by the power generation of the power generation unit 36 is recovered. The carbon monoxide removal unit 35 can be supplied. Further, the water supply source on the left side of the reaction formula (2) in the carbon monoxide removal unit 35 may be only the power generation unit 36, the power generation unit 36 and the fuel unit 32, or only the fuel unit 32.
そして、最終的に一酸化炭素除去部35の流出口7に到達する流体はそのほとんどが水素、二酸化炭素となる。なお、一酸化炭素除去部35の流出口7に到達する流体に極微量の一酸化炭素が含まれている場合、残存する一酸化炭素を大気中から逆止弁を介して取り込まれた酸素に接触させることで、次の式(3)に示すように、二酸化炭素が生成され、これにより一酸化炭素が確実に除去される。
CO+(1/2)O2→CO2……(3)
And most of the fluid finally reaching the
CO + (1/2) O 2 → CO 2 (3)
上記一連の反応後の生成物は水素および二酸化炭素(場合によって微量の水を含む)で構成されるが、これらの生成物のうち、二酸化炭素は水素から分離されて大気中に放出される。したがって、一酸化炭素除去部35から発電部36には水素のみが供給される。なお、一酸化炭素除去部35は、燃料気化部33と改質部34との間に設けてもよい。 The product after the series of reactions is composed of hydrogen and carbon dioxide (including a trace amount of water in some cases). Among these products, carbon dioxide is separated from hydrogen and released into the atmosphere. Accordingly, only hydrogen is supplied from the carbon monoxide removal unit 35 to the power generation unit 36. Note that the carbon monoxide removal unit 35 may be provided between the fuel vaporization unit 33 and the reforming unit 34.
次に、発電部36は、図11に示すように、周知の固体高分子型の燃料電池からなっている。すなわち、発電部36は、Pt、Cなどの触媒が付着された炭素電極からなるカソード41と、Pt、Ru、Cなどの触媒が付着された炭素電極からなるアノード42と、カソード41とアノード42との間に介在されたフィルム状のイオン導電膜43と、を有して構成され、カソード41とアノード42との間に設けられた2次電池やコンデンサなどからなる充電部37に電力を供給するものである。
Next, as shown in FIG. 11, the power generation unit 36 includes a known solid polymer fuel cell. That is, the power generation unit 36 includes a cathode 41 made of a carbon electrode to which a catalyst such as Pt and C is attached, an anode 42 made of a carbon electrode to which a catalyst such as Pt, Ru and C is attached, and a cathode 41 and an anode 42. A film-like ion conductive film 43 interposed between and a power supply to a charging
この場合、カソード41の外側には空間部44が設けられている。この空間部44内には一酸化炭素除去部35からの水素が供給され、カソード41に水素が供給される。また、アノード42の外側には空間部45が設けられている。この空間部45内には大気中から逆止弁を介して取り込まれた酸素が供給され、アノード42酸素が供給される。 In this case, a space 44 is provided outside the cathode 41. Hydrogen is supplied from the carbon monoxide removing unit 35 into the space 44 and hydrogen is supplied to the cathode 41. A space 45 is provided outside the anode 42. Oxygen taken in from the atmosphere through the check valve is supplied into the space 45, and the anode 42 oxygen is supplied.
そして、カソード41側では、次の式(4)に示すように、水素から電子(e-)が分離した水素イオン(プロトン;H+)が発生し、イオン導電膜43を介してアノード42側に通過するとともに、カソード41により電子(e-)が取り出されて充電部37に供給される。
3H2→6H++6e-……(4)
On the cathode 41 side, as shown in the following formula (4), hydrogen ions (protons; H + ) in which electrons (e − ) are separated from hydrogen are generated, and the anode 42 side via the ion conductive film 43 is generated. The electrons (e − ) are taken out by the cathode 41 and supplied to the charging
3H 2 → 6H + + 6e - ...... (4)
一方、アノード42側では、次の式(5)に示すように、充電部37を経由して供給された電子(e-)とイオン導電膜43を通過した水素イオン(H+)と酸素とが反応して副生成物の水が生成される。
6H++(3/2)O2+6e-→3H2O……(5)
On the other hand, on the anode 42 side, as shown in the following formula (5), electrons (e − ) supplied via the charging
6H + + (3/2) O 2 + 6e − → 3H 2 O (5)
以上のような一連の電気化学反応(式(4)および式(5))は概ね室温〜80℃程度の比較的低温の環境下で進行し、電力以外の副生成物は、基本的に水のみとなる。発電部36で生成された電力は充電部37に供給され、これにより充電部37が充電される。
The series of electrochemical reactions as described above (formula (4) and formula (5)) proceed in a relatively low temperature environment of about room temperature to about 80 ° C., and by-products other than electric power are basically water. It becomes only. The electric power generated by the power generation unit 36 is supplied to the charging
発電部36で生成された副生成物としての水は回収される。この場合、上述の如く、発電部36で生成された水の少なくとも一部を改質部34や一酸化炭素除去部35に供給するようにすると、燃料部32内に当初封入される水の量を減らすことができ、また回収される水の量を減らすことができる。 Water as a by-product generated in the power generation unit 36 is recovered. In this case, as described above, when at least a part of the water generated by the power generation unit 36 is supplied to the reforming unit 34 and the carbon monoxide removal unit 35, the amount of water initially sealed in the fuel unit 32. And the amount of recovered water can be reduced.
ところで、現在、研究開発が行われている燃料改質方式の燃料電池に適用されている燃料としては、少なくとも、水素元素を含む液体燃料または液化燃料または気体燃料であって、発電部36により、比較的高いエネルギー変換効率で電気エネルギーを生成することができる燃料であればよく、上記のメタノールの他、例えば、エタノール、ブタノールなどのアルコール系の液体燃料や、ジメチルエーテル、イソブタン、天然ガス(CNG)などの液化ガスなどの常温常圧で気化される炭化水素からなる液体燃料、あるいは、水素ガスなどの気体燃料などの流体物質を良好に適用することができる。 By the way, the fuel applied to the fuel cell of the fuel reforming method currently being researched and developed is at least a liquid fuel, a liquefied fuel or a gaseous fuel containing hydrogen element, Any fuel can be used as long as it can generate electric energy with a relatively high energy conversion efficiency. In addition to the above methanol, alcohol-based liquid fuels such as ethanol and butanol, dimethyl ether, isobutane, and natural gas (CNG) It is possible to satisfactorily apply a fluid substance such as a liquid fuel made of hydrocarbons vaporized at normal temperature and pressure, such as a liquefied gas, or a gaseous fuel such as hydrogen gas.
1 第1のガラス基板
2 流路
3 陽極接合用金属膜
4 触媒担持膜
5 第2のガラス基板
6 流入口
7 流出口
8 絶縁膜
9 薄膜ヒータ
10、11 配線
24 直流電源
25 陰極板
26 スイッチ
27 陽極板
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記第1のガラス基板の前記一面に第2のガラス基板を前記接合用金属膜を介して接合する工程と、
を含むことを特徴とする小型反応装置の製造方法。 A step of forming a catalyst-supporting film made of a metal oxide film by a thermal spraying method in a flow path formed on one surface of the first glass substrate other than the flow path forming area provided with a bonding metal film;
Bonding a second glass substrate to the one surface of the first glass substrate via the bonding metal film;
The manufacturing method of the small reactor characterized by including.
7. The method for manufacturing a small reactor according to claim 6, wherein the metal film for bonding is formed after the thin film heater is formed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004378357A JP2006181489A (en) | 2004-12-28 | 2004-12-28 | Method for manufacturing small-sized reactor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004378357A JP2006181489A (en) | 2004-12-28 | 2004-12-28 | Method for manufacturing small-sized reactor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006181489A true JP2006181489A (en) | 2006-07-13 |
Family
ID=36734977
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004378357A Pending JP2006181489A (en) | 2004-12-28 | 2004-12-28 | Method for manufacturing small-sized reactor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006181489A (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05169666A (en) * | 1991-12-25 | 1993-07-09 | Rohm Co Ltd | Manufacturing ink jet print head |
JP2001270744A (en) * | 2000-03-28 | 2001-10-02 | Japan Science & Technology Corp | Method for controlling separation of anodic junction joint |
JP2003265949A (en) * | 2002-03-15 | 2003-09-24 | Casio Comput Co Ltd | Micro flow passage structure and production method thereof |
JP2003306351A (en) * | 2002-04-11 | 2003-10-28 | Casio Comput Co Ltd | Structure of anode junction and method for anode junction |
JP2004292259A (en) * | 2003-03-27 | 2004-10-21 | Casio Comput Co Ltd | Methods for forming and joining glass thin film |
JP2005272174A (en) * | 2004-03-23 | 2005-10-06 | Casio Comput Co Ltd | Stack structure and manufacturing method therefor |
JP2007070176A (en) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Casio Comput Co Ltd | Bonded substrate, bonding method and method for manufacturing microreactor |
-
2004
- 2004-12-28 JP JP2004378357A patent/JP2006181489A/en active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05169666A (en) * | 1991-12-25 | 1993-07-09 | Rohm Co Ltd | Manufacturing ink jet print head |
JP2001270744A (en) * | 2000-03-28 | 2001-10-02 | Japan Science & Technology Corp | Method for controlling separation of anodic junction joint |
JP2003265949A (en) * | 2002-03-15 | 2003-09-24 | Casio Comput Co Ltd | Micro flow passage structure and production method thereof |
JP2003306351A (en) * | 2002-04-11 | 2003-10-28 | Casio Comput Co Ltd | Structure of anode junction and method for anode junction |
JP2004292259A (en) * | 2003-03-27 | 2004-10-21 | Casio Comput Co Ltd | Methods for forming and joining glass thin film |
JP2005272174A (en) * | 2004-03-23 | 2005-10-06 | Casio Comput Co Ltd | Stack structure and manufacturing method therefor |
JP2007070176A (en) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Casio Comput Co Ltd | Bonded substrate, bonding method and method for manufacturing microreactor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3979219B2 (en) | Small chemical reactor | |
JP3899985B2 (en) | Microreactor structure and manufacturing method thereof | |
JP4048864B2 (en) | Small chemical reaction apparatus and manufacturing method thereof | |
US20040148859A1 (en) | Chemical reaction apparatus and power supply system | |
JP4674099B2 (en) | Fuel cell system reformer and fuel cell system including the same | |
KR100627334B1 (en) | Reformer for fuel cell system and fuel cell system comprising the same | |
JP2004089748A (en) | Chemical reaction apparatus, fuel cell system and method for manufacturing the same | |
JP2003265949A (en) | Micro flow passage structure and production method thereof | |
JP2008194689A (en) | Small-sized chemical reaction device | |
JP2005103399A (en) | Reaction apparatus and reaction method | |
JP4366483B2 (en) | Reactor | |
JP4314776B2 (en) | Small chemical reactor and fuel cell system | |
JP2004066008A (en) | Chemical reaction apparatus | |
JP4366904B2 (en) | Small chemical reactor | |
JP2004256387A (en) | Microreacter for hydrogen production and its production method | |
JP4438569B2 (en) | Reactor | |
JP2006181489A (en) | Method for manufacturing small-sized reactor | |
JP2004063131A (en) | Chemical reaction apparatus, fuel cell system and manufacturing method for them | |
JP4228583B2 (en) | Anodic bonding structure and anodic bonding method | |
JP4054910B2 (en) | Manufacturing method of small chemical reactor | |
JP4075435B2 (en) | Chemical reactor and fuel cell system | |
JP2005126286A (en) | Membrane reactor for hydrogen production | |
JP4075436B2 (en) | Chemical reactor and fuel cell system | |
JP2009211878A (en) | Power generation system | |
JP2009179525A (en) | Reactor, method for manufacturing reactor, and power generation system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071012 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20080519 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091002 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091020 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091211 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101019 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110412 |