JP4161056B2 - 有機あるいは無機化合物合成装置および方法 - Google Patents
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Description
また、従来、窒素の固定方法にはアンモニア生成による方法が工業的な唯一の手段となっている。
特許文献5には、窒素不含水素含有化合物を低温プラズマにより分解して水素を製造する方法が記載されている。
更に、本発明は、前記媒体は、有機媒体であり、前記微小物質は、反応ガスの単独気泡、あるいは微小な誘電体、半導体、導体を含んだ物質とからなることを特徴とする有機化合物合成装置および方法を提供する。
また、反応ガスについてもプラズマ化を容易に行い、プラズマ重合反応を効率的に、かつ容易に行うことのできる装置および方法を提供することができる。これに伴って有機溶媒あるいは無機溶媒の改質を容易に行うことができる。
ここで、微小物質の大きさはナノメートル(nm)からマイクロメートルということである。
超音波装置を備え、装置へ可変の微振動を印加することを可能とする。
保温材によってシールドされ、任意の温度に調整することが可能とする。
静電ポテンシャルや静磁ポテンシャルを装置へ印加する事を可能とし、前記ポテンシャルは時間依存することもできる。
上記の気相−液相反応装置方法によって水素ガスおよびアンモニアを同時に生成するアンモニア生成方法および水素生成方法が提供される。
例えば、自動車等の燃料電池として使用する場合、50(cm3)の大きさの微孔(砥石ほどの密度から、ヘチマほどの密度位)を持つプラスチックを反応容器にダイレクトに入れ、アルコールなど、少なくとも水素(H)を持つ有機溶媒を満たした電極間に電位差を与えると、この微孔を介して(微孔の手助けにより)表面電子流が形成される。そして、微孔性のプラスチックを骨格として、水素を含有したポリマーがまとわりつく。そして、これがダイレクトに燃料電池として自動車等へ利用できる。水素を取り出すには、電気的な信号を与える(弱い交流、または直流電流を流す)あるいは、熱エネルギを与える事により、ポリマーに含有されている水素を発生させることができる。
有機溶媒を改質する具体例として、塩化ナトリウムや水など、少なくともHを含む有機溶媒と混ざって、イオンやラジカルを発生し、電子流の形成に貢献する分子原子レベルでの混入がある。
また、アルコールなどの少なくともHを含む有機溶媒へ鉄(酸化鉄を含む)、銅などの金属触媒を積極的に混入し、電子流を活性化させ有機溶媒の分解を促進させると共に、触媒反応により、水素の発生や窒素の固定の効率を高めることができる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施例である気相−液相反応装置100を示す。この気相−液相反応装置は気相−液相混合装置の概念を含んでいる。従って、以下に述べる気相−液相反応方法も気相−液相混合方法の概念を含んでいる。
このように、本実施例にあっては、液体電極(プラス電極)を使用し、大気中での反応による窒素固定および水素生成を行うという特徴を有する。
先の実施例にあっては、反応容器1内に雰囲気ガスを封入したが、水素生成を目的とした場合には、反応容器1内を真空状態としてもよい。この場合には、先の装置を使用することによって容器内部を真空として、該容器内に配設されたマイナス電極とプラス電極との間にギャップを形成して電位差を印加し、プラス電極の先端面に液状を呈し、誘電性とされた有機溶媒供給装置から構造式に水素原子を含む有機溶媒を供給し、プラズマ電極の先端面に供給した有機溶媒を電位差あるいは電磁力によってマイナス電極へ引き寄せ、その間にマイナス電極から照射される電子線と衝突させて有機溶媒の水素原子を化学結合から解離し、水素ガスを形成するようにした水素生成方法が構成される。
図9は他の実施例の構成を示す図である。第1の実施例と同一の構成については同一の番号を付してあり、重複した説明は行わない。説明は、第1の実施例の説明が援用されることとする。
また、反応容器1には、有機溶媒51に連通するようにして有機溶媒を供給する液相供給装置52および気相供給装置46が、そして反応容器1の上部空間には気相供給装置47が設けてある。
そして、この反応方法によれば、常温常圧でアルコールに窒素を固定し、アンモニアを生成することができる。
実施例1の内容を図11に示す。この実施例の場合、有機あるいは無機化合物合成装置200は、円筒状の反応容器61の内部の空間部62、この空間部62の両側であって反応容器61の端部に配設された2つの電極、すなわちマイナス電極63とプラス電極64、これらの2つの電極63、64間に電位差を付与する電位差発生装置65、空間部62に接続された有機溶媒および反応ガスを含んだ微小物質の導入管66を含んだ導入装置(手段)67、空間部62に微小物質71が混合された状態で滞留、流動する絶縁性の液状を呈する有機溶媒70、反応生成物質、有機溶媒および微小物質を排出する排出管72を含んだ導出装置(手段)73および空間部62内にある有機溶媒70の温度調節を行う温度調節装置74を含んだ気相−液相混合装置を備える。有機あるいは無機化合物合成装置の例として、主に有機化合物合成装置を例にとって説明を行う。従って、実施例の内容は無機化合物合成装置に適用される。
また、微小物質は、反応ガスの単独気泡、あるいは微小な誘電体、半導体、導体を含んだ気泡と、無機性の、例えば微小なガラス性の球体物質との混合によって形成され得る。
無機溶媒の例として、水に塩化ナトリウム、カルシウムなどを混ぜ、少なくともHを含む有機溶媒と混ざって、イオンやラジカルを発生し、電子流の形成に貢献する分子原子レベルで混入されることが考えられる。
印加する電位差は、静的な印加、パルス状、あるいは時間的に変化させる印加方法が採用される。
Claims (8)
- 反応容器、該反応容器内に空間部を置いて配設されたプラス電極およびマイナス電極、これらの電極間に電位差を付与する電位差発生装置、前記空間部に接続された絶縁性液状媒体および反応ガスを含んだ微小物質の導入装置、前記空間部に微小物質が混合された状態で滞留する液状媒体、更に反応生成物質、媒体および微小物質の導出装置を含んで構成された気相―液相混合装置からなり、
前記電位差発生装置によって前記電極間に電位差を付与することによって前記マイナス電極から前記プラス電極への電子流を前記微小物質を介して形成すると共に、前記電位差に基づいて前記微小物質の表面で前記溶媒と反応ガスのプラズマを誘起してイオンやラジカルを生成せしめてプラズマ反応を生起し、該プラズマ反応により生成した反応物質を前記導出装置から前記反応容器の器外に取り出すこと
を特徴とする有機あるいは無機化合物合成装置。 - 請求項1において、前記媒体は、有機媒体であり、前記微小物質は反応ガスの単独気泡、あるいは微小な誘電体、半導体、導体を含んだ気泡であることを特徴とする有機化合物合成装置。
- 請求項1において、前記媒体は、有機媒体であり、前記微小物質は、反応ガスの単独気泡、あるいは微小な誘電体、半導体、導体を含んだ物質とからなることを特徴とする有機化合物合成装置。
- 反応容器、該反応容器内に空間部を置いて配設されたプラス電極およびマイナス電極、これらの電極間に電位差を付与する電位差発生装置、前記空間部に接続された霧状溶媒および該媒体は電導性のよい反応ガスを含んだ微小物質の導入装置、前記空間部に霧状の微小物質が混合された状態で滞留する霧状の溶媒、更に反応生成物質、溶媒および微小物質の導出装置を含んで構成された気相―液相混合装置からなり、
前記電位差発生装置によって前記電極間に電位差を付与することによって前記マイナス電極からプラス電極への電子流を前記微小物質を介して形成すると共に、前記電位差に基づいて前記微小物質の表面で前記溶媒と反応ガスのプラズマを誘起してイオンやラジカルを生成せしめてプラズマ反応を生起し、該プラズマ反応により生成した反応物質を前記導出装置から前記反応容器の器外に取り出すこと
を特徴とする有機あるいは無機化合物合成装置。 - 反応容器、該反応容器内に空間部を置いて配設されたプラス電極およびマイナス電極、これらの電極間に電位差を付与する電位差発生装置、前記空間部に接続された絶縁性液状媒体および反応ガスを含んだ微小物質の導入装置、前記空間部に微小物質が混合された状態で滞留する液状媒体、更に反応生成物質、溶媒および微小物質の導出装置を含んで構成された気相―液相混合装置からなる有機あるいは無機化合物合成方法であり、
前記電位差発生装置によって前記電極間に電位差を付与することによって前記マイナス電極から前記プラス電極への電子流を前記微小物質を介して形成すると共に、前記電位差に基づいて前記微小物質の表面で前記溶媒と反応ガスのプラズマを誘起してイオンやラジカルを生成せしめてプラズマ反応を生起し、該プラズマ反応により生成した反応物質を前記導出装置から前記反応容器の器外に取り出すこと
を特徴とする有機あるいは無機化合物合成方法。 - 反応容器、該反応容器内に空間部を置いて配設されたプラス電極およびマイナス電極、これらの電極間に電位差を付与する電位差発生装置、前記空間部に接続された霧状溶媒および該媒体は電導性のよい反応ガスを含んだ微小物質の導入装置、前記空間部に霧状の微小物質が混合された状態で滞留する霧状の溶媒、更に反応生成物質、溶媒および微小物質の導出装置を含んで構成された気相―液相混合装置からなる有機あるいは無機化合物合成方法であり、
前記電位差発生装置によって前記電極間に電位差を付与することによって前記マイナス電極からプラス電極への電子流を前記微小物質を介して形成すると共に、前記電位差に基づいて前記微小物質の表面でプラズマを誘起してイオンやラジカルを生成せしめてプラズマ反応を生起し、該プラズマ反応により生成した反応物質を前記導出装置から前記反応容器の器外に取り出すこと
を特徴とする有機あるいは無機化合物合成方法。 - 反応容器、該反応容器内に空間部を置いて配設されたプラス電極およびマイナス電極、これらの電極間に電位差を付与する電位差発生装置、前記空間部に接続された絶縁性液状有機媒体および微小物質の導入装置、前記空間部に微小物質が混合された状態で滞留する液状有機媒体、更に反応生成物質、有機溶媒および微小物質の導出装置を含んで構成された気相―液相混合装置からなる有機あるいは無機化合物合成方法であり、
前記電位差発生装置によって前記電極間に電位差を付与することによって前記マイナス電極から前記プラス電極への電子流を前記微小物質を介して形成すると共に、前記電位差に基づいて前記微小物質の表面で有機溶媒のプラズマを誘起してイオンやラジカルを生成せしめてプラズマ反応を生起し、該プラズマ反応により生成した反応物質を前記導出装置から前記反応容器の器外に取り出すこと
を特徴とする有機化合物合成方法。 - 反応容器、該反応容器内に空間部を置いて配設されたプラス電極およびマイナス電極、これらの電極間に電位差を付与する電位差発生装置、前記空間部に接続された霧状有機溶媒および微小物質の導入装置、前記空間部に霧状の微小物質が混合された状態で滞留する霧状の有機溶媒、更に反応生成物質、有機溶媒および微小物質の導出装置を含んで構成された気相―液相混合装置からなる有機あるいは無機化合物合成方法であり、
前記電位差発生装置によって前記電極間に電位差を付与することによって前記マイナス電極からプラス電極への電子流を前記微小物質を介して形成すると共に、前記電位差に基づいて前記微小物質の表面で有機溶媒のプラズマを誘起してイオンやラジカルを生成せしめてプラズマ反応を生起し、該プラズマ反応により生成した反応物質を前記導出装置から前記反応容器の器外に取り出すこと
を特徴とする有機化合物合成方法。
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