JP2020525394A5 - - Google Patents
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Claims (18)
- アンモニアの製造方法であって：
− チャンバー（４）に少なくとも１つの希土類窒化物材料または層（２）を用意する工程であって、前記少なくとも１つの希土類窒化物材料または層（２）は、希土類窒化物原子のみからなる外部表面（３）；または希土類窒化物原子のみからなる少なくとも１つの領域、もしくは希土類窒化物原子のみからなる複数の領域を含む外部表面（３）を含み、前記少なくとも１つの領域または前記複数の領域の各々は、外部表面（３）によって画定された表面のサブ領域である、前記工程；
− チャンバー（４）に、前記少なくとも１つの希土類窒化物材料または層（２）から窒素を放出させるために真空を作り出す、またはチャンバー（４）に、前記少なくとも１つの希土類窒化物材料または層（２）から窒素を放出させるために不活性雰囲気を作り出す工程；および
− 水素（Ｈ2）を供給して、少なくとも１つの希土類窒化物材料または層（２）の外部表面（３）で放出される窒素と反応させ、アンモニア（ＮＨ3）を製造する工程を含む、前記アンモニアの製造方法。 - 外部表面（３）は原子的に清浄な希土類窒化物外部表面（３）である、請求項１に記載の方法。
- − 少なくとも１つの希土類窒化物材料または層（２）にエネルギーを加えて、窒素を放出させる工程
をさらに含む、請求項１または２に記載の方法。 - 少なくとも１つの希土類窒化物材料（２）は、摩砕されたかもしくは粉砕された形態で、または粉末として用意される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
- − 外部表面（７）を含む少なくとも１つの希土類材料もしくは層（６）、または原子的に清浄な希土類外部表面（７）を含む少なくとも１つの希土類材料もしくは層（６）、または希土類原子のみからなる少なくとも１つの領域；もしくは希土類原子のみからなる複数の領域を含む外部表面（７）を含む少なくとも１つの希土類材料もしくは層（６）、
を用意する工程であって、前記少なくとも１つの領域または前記複数の領域の各々は、外部表面（７）によって画定された表面のサブ領域である工程；および
− 外部表面（７）または原子的に清浄な希土類外部表面（７）を分子窒素（Ｎ２）に曝露して、少なくとも１つの希土類窒化物材料または層（２）を製造する工程
をさらに含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。 - 少なくとも１つの希土類材料（６）は、摩砕されたかもしくは粉砕された形態で、または粉末として用意される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
- − 少なくとも１つの希土類窒化物材料または層（２）の製造に続いて、分子窒素（Ｎ２）への曝露を解消または低減する工程
をさらに含む、請求項５または６に記載の方法。 - 分子窒素（Ｎ２）への曝露を解消または低減した後、水素（Ｈ２）を供給し、少なくとも１つの希土類窒化物材料または層（２）の外部表面（３）で放出された窒素（Ｎ）と反応させ、アンモニア（ＮＨ３）を製造する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
- − 基材（１０）を用意する工程；および
− 少なくとも１つの希土類元素を基材（１０）上に堆積させて、少なくとも１つの希土類材料または層（６）を製造する工程
をさらに含む、請求項４〜８のいずれか１項に記載の方法。 - − キャッピング材料または層（１４）を少なくとも１つの希土類窒化物材料または層（２）から除去して、希土類窒化物外部表面（３）または原子的に清浄な希土類窒化物外部表面（３）を曝露する工程
をさらに含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。 - アンモニアの製造に続いて、分子窒素への曝露を実行して、消耗した希土類窒化物材料または層（２）を補充する工程をさらに含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
- 少なくとも１つの希土類材料または層（６）を用意して、少なくとも１つの希土類材料または層（６）を分子窒素（Ｎ２）に曝露する工程は、チャンバー（４）で、または第２のチャンバーで、またはチャンバー（４）に相互連結した第２のチャンバーで実行される、請求項２〜１１のいずれか１項に記載の方法。
- 希土類材料または層（６）は、ランタン（Ｌａ）、もしくはセリウム（Ｃｅ）、もしくはプラセオジム（Ｐｒ）、もしくはネオジム（Ｎｄ）、もしくはサマリウム（Ｓｍ）、もしくはユウロピウム（Ｅｕ）、もしくはガドリニウム（Ｇｄ）、もしくはテルビウム（Ｔｂ）、もしくはジスプロシウム（Ｄｙ）、もしくはホルミウム（Ｈｏ）、もしくはエルビウム（Ｅｒ）、もしくはツリウム（Ｔｍ）、もしくはイッテルビウム（Ｙｂ）、もしくはルテチウム（Ｌｕ）を含む、または、のみからなる、請求項４〜１１のいずれか１項に記載の方法。
- 希土類窒化物材料または層（２）は、窒化ランタン（ＬａＮ）、もしくは窒化セリウム（ＣｅＮ）、もしくは窒化プラセオジム（ＰｒＮ）、もしくは窒化ネオジム（ＮｄＮ）、もしくは窒化サマリウム（ＳｍＮ）、もしくは窒化ユウロピウム（ＥｕＮ）、もしくは窒化ガドリニウム（ＧｄＮ）、もしくは窒化テルビウム（ＴｂＮ）、もしくは窒化ジスプロシウム（ＤｙＮ）、もしくは窒化ホルミウム（ＨｏＮ）、もしくは窒化エルビウム（ＥｒＮ）、もしくは窒化ツリウム（ＴｍＮ）、もしくは窒化イッテルビウム（ＹｂＮ）、もし
くは窒化ルテチウム（ＬｕＮ）を含む、または、のみからなる、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。 - 少なくとも１つの希土類窒化物材料もしくは層（２）は酸化されておらず、および／または少なくとも１つの希土類材料もしくは層（６）は酸化されていない、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
- 少なくとも１つの希土類窒化物材料または層（２）をチャンバー（４）に用意する工程は、少なくとも１つの希土類窒化物のみからなるまたは少なくとも１つの希土類窒化物合金のみからなる、少なくとも１つの希土類窒化物材料または層（２）を用意することを含む、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
- 水素（Ｈ２）を供給して、少なくとも１つの希土類窒化物材料または層（２）の外部表面（３）で放出された窒素（Ｎ）と反応させ、アンモニア（ＮＨ３）を製造する工程は、室温で実行される、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法。
- 希土類材料または層（６）を希土類窒化物材料または層（２）に変換するプロセスは、室温で行われる、請求項６に記載の方法。
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