JP2007301435A - 電気化学反応装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の電気化学反応装置20においては、反応部Rのカソード側では、固体電解質11の基板上の混合電極12に電極端子13−1乃至13−nが設けられる一方、反応部Rのアノード側では、固体電解質11の基板上の混合電極14に電極端子22が設けられる。反応部Rの電極端子13−1乃至13−nと電極端子22の間に直流電源23により数V程度の直流電圧が印加され、反応部Rの上部には固体電解質11に対向してバリア材(誘電体)からなる対向壁24が配置され、内挿電極25が内挿される。カソード側の電極端子13−1乃至13−nと内挿電極25の電極間には放電用電源26により交流電圧が印加され、固体電解質11と対向壁24との間にプラズマ放電が生じ、放電プラズマ空間Sが形成される。
【選択図】 図3
Description
図3は、本発明を適用した電気化学反応装置20の第1の実施形態における構成を表している。なお、図1の固体電解質を用いた従来の排ガス処理装置1の構成と対応するものについては、同一の符号を付している。
[化1]
e+O2→O+O+e
O+O2+M→O3+M
[化2]
NO+O3→NO2+O2
HC+OH、O3→HCO(HCの部分酸化反応)
ところで、図3の電気化学反応装置20においては、ガソリン車やディーゼル車などから排出される排ガスXaを電気化学反応装置20の第1の流路P1と第2の流路P2に流入させるようにしているが、排ガスXaを放電プラズマ空間Sに直接流入させると、排ガスXaに含まれるPMの部分酸化などにより電極端子13−1乃至13−nなどが汚れてしまい、放電プラズマ空間Sにおけるバリア放電が不安定になってしまう場合が考えられる。
なお、図3と図5の電気化学反応装置20においては、反応部Rのカソード側にのみ、プラズマ放電を行うことが可能な放電プラズマ空間Sを形成するようにしたが、このような場合に限られず、例えば図6に示されるように、反応部Rのアノード側にも放電プラズマ空間Sを形成するようにしてもよい。
ところで、図6の電気化学反応装置20においては、ガソリン車やディーゼル車などから排出される排ガスXaが流入する第2の流路P2にも放電プラズマ空間Sを形成し、混合電極14上におけるPMの燃焼効率をより向上させ、アノード側における酸化反応の反応速度や反応効率を高めるようにしているが、さらに混合電極14上におけるPMの燃焼効率をより向上させるために、例えば図7に示されるような電気化学反応装置20の構成にしてもよい。
10 筐体
11 酸素イオン伝導性固体電解質
12 混合電極
13−1乃至13−n 電極端子
14 混合電極
15 配管
16 放電部
17 触媒反応部
20 電気化学反応装置
21 筐体
22 電極端子
23 直流電源
24 対向壁
25 内挿電極
26 放電用電源
27 対向壁
28 遮断壁
29−1乃至29−n 沿面電極端子
30 集塵用電源
Claims (8)
- 電解質層を挟む第1の電極および第2の電極にそれぞれ対向する第1の対向壁および第2の対向壁を設け、前記第1の電極と前記第1の対向壁との間に第1の流体流路を形成し、前記第2の電極と前記第2の対向壁との間に第2の流体流路を形成し、前記第1の対向壁および第2の対向壁の少なくとも一方に第3の電極を設けて、第1または第2の電極との間に放電部を形成したことを特徴とする電気化学反応装置。
- 前記第3の電極上に誘電体層を設けたことを特徴とする請求項1に記載の電気化学反応装置。
- 電解質層を挟む前記第1の電極および第2の電極間に印加される電圧は、直流電圧であることを特徴とする請求項1または2に記載の電気化学反応装置。
- 前記第1または第2の電極と前記第3の電極間に印加される電圧は、交番電圧であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電気化学反応装置。
- 前記第1の流体流路と第2の流体流路とは、前記第1の電極および第2の電極に挟持された電解質層により分岐された分岐流路であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電気化学反応装置。
- 前記第1の流体流路に遮断壁を設け、前記第2の流体流路から電解質層を迂回した流体が前記第1の流体流路に流入するようにした請求項5に記載の電気化学反応装置。
- 前記第1の流体流路と第2の流体流路とは別個に流入する異なる流体の流路であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電気化学反応装置。
- 前記第1の対向壁および第2の対向壁の少なくとも一方の沿面に第4の電極を設け、前記第1の電極または第2の電極と前記第4の電極との間に直流電圧を印加することを特徴とする請求項1に記載の電気化学反応装置。
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