JP6242858B2 - 炭素を捕捉および隔離するため、ならびに廃ガスストリーム中の酸化炭素の質量を低減するための方法およびシステム - Google Patents

炭素を捕捉および隔離するため、ならびに廃ガスストリーム中の酸化炭素の質量を低減するための方法およびシステム Download PDF

Info

Publication number
JP6242858B2
JP6242858B2 JP2015506979A JP2015506979A JP6242858B2 JP 6242858 B2 JP6242858 B2 JP 6242858B2 JP 2015506979 A JP2015506979 A JP 2015506979A JP 2015506979 A JP2015506979 A JP 2015506979A JP 6242858 B2 JP6242858 B2 JP 6242858B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas stream
carbon
catalytic converter
catalyst
reaction
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.)
Active
Application number
JP2015506979A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015514670A (ja
Inventor
ダラス ビー． ノイズ
ダラス ビー． ノイズ
Original Assignee
シーアストーン リミテッド ライアビリティ カンパニー
シーアストーン リミテッド ライアビリティ カンパニー
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シーアストーン リミテッド ライアビリティ カンパニー, シーアストーン リミテッド ライアビリティ カンパニー filed Critical シーアストーン リミテッド ライアビリティ カンパニー
Publication of JP2015514670A publication Critical patent/JP2015514670A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6242858B2 publication Critical patent/JP6242858B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/158—Carbon nanotubes
    • C01B32/16—Preparation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/864—Removing carbon monoxide or hydrocarbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74—Iron group metals
    • B01J23/745—Iron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/05—Preparation or purification of carbon not covered by groups C01B32/15, C01B32/20, C01B32/25, C01B32/30
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/152—Fullerenes
    • C01B32/154—Preparation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/158—Carbon nanotubes
    • C01B32/16—Preparation
    • C01B32/162—Preparation characterised by catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182—Graphene
    • C01B32/184—Preparation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/20—Graphite
    • C01B32/205—Preparation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/502—Carbon monoxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/504—Carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2202/00—Structure or properties of carbon nanotubes
    • C01B2202/02—Single-walled nanotubes
    • 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
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2

Description

優先権の主張
本出願は、２０１２年４月１６日に出願された、米国特許仮出願第６１／６２４，４６２号、「Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｃａｐｔｕｒｉｎｇ ａｎｄ Ｓｅｑｕｅｓｔｅｒｉｎｇ Ｃａｒｂｏｎ ａｎｄ ｆｏｒ Ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ Ｍａｓｓ ｏｆ Ｃａｒｂｏｎ Ｏｘｉｄｅｓ ｉｎ ａ Ｗａｓｔｅ Ｇａｓ Ｓｔｒｅａｍ」の恩典を主張するものであり、その開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本開示の実施形態は、気体酸化炭素の固体炭素生成物への変換による炭素の捕捉および貯蔵に関する。
背景
２０１２年２月９日に公開された米国特許出願公開第２０１２／００３４１５０Ａ１号は、本明細書の背景情報を開示し、その開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
追加的な情報は、以下の文書で開示され、それぞれの開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
１．Ｄａｌｌａｓ Ｂ． Ｎｏｙｅｓの名義で２０１２年４月１６日に出願された米国特許出願第６１／６２４，７０２号の恩典を主張する、「Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｆｏｒ Ｒｅｄｕｃｉｎｇ Ｃａｒｂｏｎ Ｏｘｉｄｅｓ ｗｉｔｈ Ｎｏｎ−Ｆｅｒｒｏｕｓ Ｃａｔａｌｙｓｔｓ」について本願と同日に出願された、国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１３／００００７２（代理人整理番号３５２５−Ｐ１０９４５．１ＰＣ）、
２．Ｄａｌｌａｓ Ｂ．Ｎｏｙｅｓの名義で２０１２年４月１６日に出願された米国特許出願第６１／６２４，５７３号の恩典を主張する、「Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｅｎｅｒｇｙ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｆｒｏｍ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｏｌｉｄ Ｃａｒｂｏｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｂｙ Ｒｅｄｕｃｉｎｇ Ｃａｒｂｏｎ Ｏｘｉｄｅｓ」について本願と同日に出願された、国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１３／００００７６（代理人整理番号３５２５−Ｐ１０９４６．１ＰＣ）、
３．Ｄａｌｌａｓ Ｂ．Ｎｏｙｅｓの名義で２０１２年４月１６日に出願された米国特許出願第６１／６２４，７２３号の恩典を主張する、「Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ Ｓｏｌｉｄ Ｃａｒｂｏｎ ｂｙ Ｒｅｄｕｃｉｎｇ Ｃａｒｂｏｎ Ｄｉｏｘｉｄｅ」について本願と同日に出願された、国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１３／００００７７（代理人整理番号３５２５−Ｐ１０９４７．１ＰＣ）、
４．Ｄａｌｌａｓ Ｂ．Ｎｏｙｅｓの名義で２０１２年４月１６日に出願された米国特許出願第６１／６２４，７５３号の恩典を主張する、「Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ Ｒｅａｃｔｏｒｓ ｆｏｒ Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ Ｓｏｌｉｄ Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏｔｕｂｅｓ，Ｓｏｌｉｄ Ｃａｒｂｏｎ Ｃｌｕｓｔｅｒｓ，ａｎｄ Ｆｏｒｅｓｔｓ」について本願と同日に出願された、国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１３／００００７３（代理人整理番号３５２５−Ｐ１１００１．１ＰＣ）、
５．Ｄａｌｌａｓ Ｂ．Ｎｏｙｅｓの名義で２０１２年４月１６日に出願された米国特許出願第６１／６２４，５１３号の恩典を主張する、「Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｔｒｅａｔｉｎｇ ａｎ Ｏｆｆｇａｓ Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ｃａｒｂｏｎ Ｏｘｉｄｅｓ」について本願と同日に出願された、国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１３／００００７５（代理人整理番号３５２５−Ｐ１１００２．１ＰＣ）、
６．Ｄａｌｌａｓ Ｂ．Ｎｏｙｅｓの名義で２０１２年４月１６日に出願された米国特許出願第６１／６２４，８４８号の恩典を主張する、「Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｕｓｉｎｇ Ｍｅｔａｌ Ｃａｔａｌｙｓｔｓ ｉｎ Ｃａｒｂｏｎ Ｏｘｉｄｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ」について本願と同日に出願された、国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１３／００００７１（代理人整理番号３５２５−Ｐ１１２４８．１ＰＣ）、
７．Ｄａｌｌａｓ Ｂ．Ｎｏｙｅｓの名義で２０１２年７月１３日に出願された米国特許出願第６１／６７１，４６４号の恩典を主張する、「Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ａｍｍｏｎｉａ ａｎｄ Ｓｏｌｉｄ Ｃａｒｂｏｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ」について本願と同日に出願された、国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１３／００００７８（代理人整理番号３５２５−Ｐ１１３６１．１ＰＣ）、および
８．Ｄａｌｌａｓ Ｂ．Ｎｏｙｅｓの名義で２０１２年４月２３日に出願された米国特許出願第６１／６３７，２２９号の恩典を主張する、「Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏｔｕｂｅｓ Ｈａｖｉｎｇ ａ Ｂｉｍｏｄａｌ Ｓｉｚｅ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ」について本願と同日に出願された、国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１３／００００７９（代理人整理番号３５２５−Ｐ１１７７１ＰＣ）。
固体炭素は、数多くの商業的用途を有する。これらの用途としては、タイヤ、インク等のフィラー材料としてのカーボンブラックおよび炭素繊維の使用、種々の形態のグラファイトのための（例えば、電極、および遮熱材における熱分解グラファイトとしての）使用、ならびにバックミンスターフラーレンおよびカーボンナノチューブのための革新的で新たに出現した用途が挙げられる。種々の形態の固体炭素を製造するための従来の方法は、一般的に、好適な触媒の存在下での炭化水素の熱分解を含む。炭化水素は、歴史的に見て豊富な入手可能性があり、比較的低価格であるため、一般的に、炭素源として使用される。固体炭素の生成における、炭素源としての酸化炭素の使用は、殆ど未開発のままであった。
酸化炭素、特に二酸化炭素（ＣＯ２）は、炭化水素燃焼の排気ガス等の点排出源から、またはいくつかのプロセスオフガスから抽出されることができる豊富なガスである。ＣＯ２はまた、空気からも抽出されることができる。点排出源は、空気よりも著しく高いＣＯ２濃度を有するので、しばしばＣＯ２を採取するための経済的な供給源である。
ＣＯ２は、発電および化学プロセスの副産物として、益々入手可能および安価になっており、ここで、１つの課題は、ＣＯ２の捕捉およびその後の隔離によって（例えば、地層中へ注入することによって）、大気中へのＣＯ２の排出を低減または無くすことであり得る。酸化炭素はまた、坑井および埋立処理場からの天然ガス、燃焼オフガス、ポートランドセメントか焼炉オフガス、発酵オフガス、ならびに酸化炭素または合成ガスをもたらす種々の他の化学プロセス等の、他の産業的供給源の生成物である。二酸化炭素を捕捉し、その後（しばしば、地層中へ注入することによって）隔離することによって、大気への二酸化炭素の排出を低減するための試みがなされている。例えば、ＣＯ２の捕捉および隔離は、いくつかの「グリーン」石炭燃焼発電所の基礎である。現在の実務において、ＣＯ２の捕捉および隔離は、多大なコストを必要とする。したがって、ＣＯ２のための経済的に実行可能な使用、またはＣＯ２の隔離のより経済的な手段が有用であり得る。
種々の平衡が反応生成物として固体炭素をもたらすと同定されている、炭素、酸素、および水素の関与する多種多様な反応が存在する。炭化水素の熱分解は、一般的に酸素が殆どまたは全く存在しない状態で、固体炭素の生成に好都合である水素と炭素との間の平衡を伴う。「一酸化炭素の不均化反応」とも称されるＢｏｕｄｏｕａｒｄ反応は、一般的に水素が殆どまたは全く存在しない状態で、固体炭素の生成に好都合である炭素と酸素との間の平衡の範囲である。ボッシュ反応は、同様に固体炭素の生成に好都合である反応条件下で、炭素、酸素、および水素の全てが存在する平衡の領域内で生じ、特徴としては、反応成分中に存在する水素による酸化炭素の還元に起因する共生成物として水を有する。
炭化水素の熱分解と、Ｂｏｕｄｏｕａｒｄ反応と、ボッシュ反応との関係は、図１で示されるように、Ｃ−Ｈ−Ｏ平衡状態図に関して理解され得る。図１のＣ−Ｈ−Ｏ平衡状態図は、カーボンナノチューブ（「ＣＮＴ」）を含む固体炭素までの種々の既知のルートを示す。炭化水素の熱分解反応は、ＨとＣを結ぶ平衡線上、および三角形の左縁部の近くから破線の左上の領域の中で起こる。熱分解ゾーンとボッシュ反応ゾーンとの間の遷移は、反応器温度によって変化し得るので、２つの破線が示されている。Ｂｏｕｄｏｕａｒｄ反応または一酸化炭素の不均化反応は、ＯとＣを結ぶ平衡線の近く（すなわち、三角形の右縁部）で起こる。本図を横切る種々の温度に関する平衡線は、固体炭素が形成されるおおよその領域を示す。各温度について、固体炭素は、関連する平衡線の上側の領域で形成され得るが、一般的に、平衡線の下側の領域では形成されない。Ｂｏｕｄｏｕａｒｄ反応ゾーンは、三角形の右側に現れる。このゾーンでは、熱力学的にボッシュ反応よりもＢｏｕｄｏｕａｒｄ反応が好ましい。熱分解ゾーンとＢｏｕｄｏｕａｒｄ反応ゾーンとの間の領域、および特定の反応温度曲線の上側では、熱力学的にＢｏｕｄｏｕａｒｄ反応よりもボッシュ反応が好ましい。
ＣＮＴは、強度、通電容量、ならびに熱および電気伝導性を含む、その固有の材料特性のため、有益である。現在のＣＮＴのバルク用途としては、複合材の製造における樹脂への添加物としての用途が挙げられる。ＣＮＴの用途に関する研究および開発は、多種多様な使用用途で非常に活発であるか、または検討中である。ＣＮＴの広範囲にわたる使用に対する１つの障害は、製造コストであった。
米国特許第７，７９４，６９０号（Ａｂａｔｚｏｇｌｏｕ他）は、有機材料からの炭素の隔離のための、乾燥改質プロセスを教示する。Ａｂａｔｚｏｇｌｏｕは、任意で３Ｄ乾燥改質触媒を用いる、２Ｄ炭素隔離触媒を利用する方法を開示している。例えば、Ａｂａｔｚｏｇｌｏｕは、第１段階で、３Ｄ触媒上で有機材料（例えば、メタン、エタノール）およびＣＯ２を乾燥改質して合成ガスを形成し、それに続いて、ＣＮＴおよびカーボンナノフィラメントを形成するために２Ｄ炭素鋼触媒上で合成ガスの炭素隔離をするための、２段階プロセスを開示している。２Ｄ触媒は、非多孔性金属担体もしくはセラミック担体上の活性金属（例えば、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｃｕ−Ｎｉ、Ｓｎ−Ｎｉ）、またはモノリス担体上の鉄系触媒（例えば、鋼）であり得る。３Ｄ触媒は、類似の組成であり得るか、または類似の担体上の複合触媒（例えば、Ｎｉ／ＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３）であり得る。Ａｂａｔｚｏｇｌｏｕは、鉄をそのアルファ相へと変態させるために、その共晶点を超える温度で触媒の表面上に不活性ガスストリームを通過させることによる、２Ｄ触媒の事前活性化を教示している。Ａｂａｔｚｏｇｌｏｕは、２段階プロセスにおいて水を最小限にすること、または乾燥改質の第１段階中に、反応ガス混合物中に低濃度（０〜１０重量％）の水を添加することを教示している。
米国特許出願公開第２０１２／００３４１５０ Ａ１号は、触媒の存在下で還元剤を用いる、酸化炭素の固体炭素生成物への触媒変換のための方法を開示する。開示される方法は概して、酸化炭素を有益な固体炭素生成物へ還元するための触媒変換プロセスに関し、より具体的には、典型的には触媒の存在下での、還元剤（水素または炭化水素等）を用いた固体炭素の生成のための主要炭素源としての酸化炭素（例えば、一酸化炭素および二酸化炭素）の使用に関する。したがって、この方法は、固体炭素および水への酸化炭素（主に一酸化炭素および二酸化炭素）の触媒変換に関与する。方法は、大気、燃焼ガス、プロセスオフガス、坑井ガス、および他の酸化炭素の天然または産業的供給源を使用することができる。酸化炭素は、これらの供給源から分離され、必要に応じて濃縮されることができる。これらの方法は、種々のモルフォロジの固体炭素生成物を商業的に製造するため、ならびに酸化炭素の固体炭素および水への触媒変換のために使用することができる。
開示
炭素を捕捉および隔離する方法は、少なくとも１種の酸化炭素を含む最初のプロセスガスストリームを、酸化炭素中の炭素の一部分を固体炭素と水蒸気を含有する反応生成物ガスストリームとに変換するように構築および適合される触媒変換器に導入することを含むことができる。固体炭素は、その廃棄または貯蔵のために触媒変換器から取り出される。反応生成物ガスストリームの少なくとも一部分は、触媒変換器に再循環される。反応生成物ガスストリームは、最初のプロセスガスストリームの一部分と、触媒変換器中で生成される水蒸気の少なくとも一部分とを含む。
酸化炭素を含有するガス源から炭素を捕捉および隔離する方法は、ガス源の酸化炭素内容物を濃縮して最初のプロセスガスストリームを形成することと、最初のプロセスガスストリームを触媒の存在下で還元剤と反応させて、固体炭素と、未反応酸化炭素、未反応還元剤、および水蒸気を含む残留プロセスガスストリームとを生成することと、残留プロセスガスストリームから固体炭素を分離することと、残留プロセスガスストリームの少なくとも一部分を再循環させてガス源と組み合わせることと、を含むことができる。
本明細書のある実施形態において、反応時の水の分圧は、水の再循環および凝縮を含む種々の手段によって調節されて、例えば生成される炭素生成物の構造またはその組成の他の面に影響を及ぼす。水の分圧は、ある所望の炭素同素体を得るのを支援すると思われる。
ある実施形態では、触媒を反応に使用する前に該触媒を活性化する必要のない、鋼系触媒を含む、広範囲の安価で容易に入手可能な触媒が説明される。鋼を含む鉄合金は、アルファ鉄（オーステナイト）、ガンマ鉄、およびデルタ鉄を含む、種々の鉄の同素体を含み得る。いくつかの実施形態において、本明細書で開示される反応は、有利には鉄系触媒を利用し、ここで、鉄は、アルファ相ではない。ある実施形態では、主にオーステナイト相の鉄を含むステンレス鋼が、触媒として用いられる。
鉄系触媒（例えば、鋼、スチールウール）を含む触媒は、追加的な固体担体を必要とすることなく使用され得る。ある実施形態において、本明細書で開示される反応は、触媒のためのセラミック担体または金属担体を必要とすることなく進行する。固体担体を省略することは、反応器の装備を簡略化し、かつコストを削減し得る。
酸化炭素を含有するガス源から炭素を捕捉および隔離するためのシステムは、ガス源の酸化炭素内容物を濃縮して最初のプロセスガスストリームを形成するための濃縮器手段と、最初のプロセスガスストリームを触媒の存在下で還元剤と反応させて、固体炭素と、未反応酸化炭素、還元剤、および水蒸気を含む残留プロセスガスストリームとを生成するための反応器手段と、残留プロセスガスストリームから固体炭素を分離するための固体分離手段と、残留プロセスガスストリームの少なくとも一部分を再循環させてガス源と組み合わせるための再循環手段と、を含むことができる。
[本発明1001]
酸化炭素含有ガスストリームから炭素を捕捉および隔離する方法であって、
少なくとも1種の酸化炭素と少なくとも1種の還元剤とを含む反応ガスストリームを触媒変換器へ導入して、前記少なくとも1種の酸化炭素の少なくとも一部分と前記少なくとも1種の還元剤の少なくとも一部分とを、触媒の存在下で、固体炭素と、水蒸気を含有するテールガスストリームとに変換することと、
前記触媒変換器から固体炭素を取り出すことと、を含む、前記方法。
[本発明1002]
前記テールガスストリームの少なくとも一部分を前記触媒変換器に再循環させることをさらに含む前記方法であって、前記テールガスストリームの前記少なくとも一部分は、
最初のプロセスガスストリームからの未反応反応物質の一部分と、
前記触媒変換器内で生成される前記水蒸気の少なくとも一部分と、
を含む、本発明1001の方法。
[本発明1003]
前記テールガスストリームの少なくとも一部分を前記触媒変換器に再循環させることは、前記触媒変換器内で生成される前記水蒸気の少なくとも一部分を除去して、乾燥テールガスストリームを形成することと、前記乾燥テールガスストリームの少なくとも一部分を前記反応ガスストリームの少なくとも一部分として使用することと、を含む、本発明1002の方法。
[本発明1004]
前記テールガスストリームの少なくとも一部分を前記触媒変換器に再循環させることは、前記テールガスストリームを、機械冷凍の使用を伴わずに、前記触媒変換器内で生成される前記水蒸気の少なくとも一部分の凝縮を引き起こすのに十分な圧力で再循環させることを含む、本発明1003の方法。
[本発明1005]
前記テールガスストリームを前記反応ガスストリームと混合することをさらに含む、本発明1002の方法。
[本発明1006]
前記テールガスストリームの少なくとも一部分を前記触媒変換器に再循環させることは、前記テールガスストリームを、酸化炭素濃縮器に通過させることを含む、本発明1002の方法。
[本発明1007]
少なくとも1種の酸化炭素と少なくとも1種の還元剤とを含む反応ガスストリームを触媒変換器へ導入することは、前記少なくとも1種の酸化炭素の一部分を前記少なくとも1種の還元剤と触媒の存在下で反応させて、固体炭素と、水蒸気を含むテールガスストリームとを形成することを含む、本発明1001の方法。
[本発明1008]
前記テールガスストリームは、前記反応ガスストリームの未反応部分をさらに含む、本発明1001または1007の方法。
[本発明1009]
前記反応ガスストリームを、燃焼ガス排出物ストリーム、燃焼ガス排出物ストリームから分離された酸化炭素、プロセスオフガスストリーム、プロセスオフガスストリームから分離された酸化炭素、または合成ガスストリームのうちの少なくとも1つを含むように選択することをさらに含む、本発明1001の方法。
[本発明1010]
前記反応ガスストリームを、水素、アルカン、およびアルコール、またはそれらの混合物を含む還元ガスを含むように選択することをさらに含む、本発明1001の方法。
[本発明1011]
前記反応ガスストリームを、主として二酸化炭素を含む酸化炭素を含むように選択することをさらに含む、本発明1001の方法。
[本発明1012]
前記反応ガスストリームを、主として一酸化炭素を含む酸化炭素を含むように選択することをさらに含む、本発明1001の方法。
[本発明1013]
少なくとも1種の酸化炭素と少なくとも1種の還元剤とを含む前記反応ガスストリームを触媒変換器へ導入することは、機械または電気エネルギーのさらなる投入を伴わずに、前記最初のプロセスガスストリームを前記触媒変換器を通して流すのに十分な圧力で、前記最初のプロセスガスストリームを導入することを含む、本発明1001の方法。
[本発明1014]
機械または電気エネルギーを前記反応ガスストリームに追加することをさらに含む、本発明1001の方法。
[本発明1015]
少なくとも1種の酸化炭素と少なくとも1種の還元剤とを含む反応ガスストリームを触媒変換器へ導入することは、
前記反応ガスストリームを、第1の触媒変換器に通過させて、第1の固体炭素生成物と、水を含有する中間ガスストリームとを形成することと、
前記第1の触媒変換器から前記第1の固体炭素生成物を取り出すことと、
前記中間ガスストリームから水を除去して、乾燥した中間ガスストリームを形成することと、
前記乾燥した中間ガスストリームを、第2の触媒変換器に通過させて、第2の固体炭素生成物と前記テールガスストリームとを形成することと、
前記第2の固体炭素生成物を前記第2の触媒変換器から取り出すことと、
前記テールガスストリームの少なくとも一部分を前記第1の触媒変換器に再循環させることと、を含む、本発明1001の方法。
[本発明1016]
前記テールガスストリームの少なくとも一部分を前記触媒変換器に再循環させることは、
前記テールガスストリームを、前記テールガスストリームから水を除去することなく酸化炭素濃縮器へ送ることと、
前記水の少なくとも一部分と酸化炭素以外のガスの少なくとも一部分とを、前記酸化炭素濃縮器内で前記テールガスストリームから除去して、乾燥再循環ガスストリームを形成することと、
前記乾燥再循環ガスストリームの少なくとも一部分を前記反応ガスストリームと混合することと、を含む、本発明1002または1015の方法。
[本発明1017]
前記中間ガスストリームから水を除去することは、前記中間ガスストリームから水を凝縮して、選択された露点を有する乾燥した中間ガスストリームを生成することを含む、本発明1015の方法。
[本発明1018]
前記中間ガスストリームから水を除去することは、前記中間ガスストリームから水を凝縮して、約0℃未満の露点を有する乾燥した中間ガスストリームを生成することを含む、本発明1015の方法。
[本発明1019]
前記反応ガスストリームを精製して、少なくともいくらかの粒子状物質、少なくともいくらかの水蒸気、または少なくとも1種の不活性ガスを除去することをさらに含む、本発明1001の方法。
[本発明1020]
少なくとも1種の酸化炭素を含む最初のプロセスガスストリームを触媒変換器へ導入することは、前記最初のプロセスガスストリームを、ボッシュ反応のための反応触媒と約400℃を超える温度で接触させることを含む、本発明1001の方法。
[本発明1021]
少なくとも1種の酸化炭素を含む最初のプロセスガスストリームを触媒変換器へ導入することは、グラファイト、グラフェン、カーボンブラック、煤、繊維状炭素、バックミンスターフラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンプレートレット、およびナノダイヤモンドのうちの少なくとも1つを形成することを含む、本発明1001の方法。
[本発明1022]
前記反応ガスストリームの少なくとも一部分を、前記少なくとも1種の酸化炭素の濃度を増大させるように希薄排出物源を濃縮することによって、前記希薄排出物源から分離することをさらに含む、本発明1001の方法。
[本発明1023]
前記希薄排出物源を濃縮することは、不活性ガスおよび炭化水素のうちの少なくとも1つを含む前記反応ガスストリームを形成することを含む、本発明1023の方法。
[本発明1024]
反応ガスストリームを触媒変換器へ導入することは、前記反応ガスストリームを、元素周期表の5族〜10族、ランタニド、アクチニド、そのような元素の金属合金、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される触媒材料に曝露することを含む、本発明1001の方法。
[本発明1025]
前記触媒材料は、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｗ、Ｖ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｍｎ、およびＭｏのうちの少なくとも1つを含む、本発明1024の方法。
[本発明1026]
前記触媒材料は、鋼、鋳鉄、または白鋳鉄のうちの少なくとも1つを含む、本発明1001の方法。
[本発明1027]
前記触媒材料は、ショット、グリット、または粉末のうちの少なくとも1つの粒子を含む、本発明1001の方法。
[本発明1028]
前記触媒材料は、プレート、シート、または箔のうちの少なくとも1つの形態の材料を含む、本発明1001の方法。
[本発明1029]
前記触媒材料は、繊維を含む、本発明1001の方法。
[本発明1030]
前記触媒材料は、スチールウールまたは刻まれたスチールウールを含む、本発明1029の方法。
[本発明1031]
酸化炭素を含有するガス源から炭素を隔離する方法であって、
前記ガス源の前記酸化炭素内容物を濃縮して、反応ガスストリームを形成することと、
前記反応ガスストリームを触媒の存在下で還元剤と反応させて、固体炭素と、未反応酸化炭素、未反応還元剤、および水蒸気を含むテールガスストリームとを生成することと、
前記固体炭素を前記テールガスストリームから分離することと、
前記テールガスストリームの少なくとも一部分を再循環させて、前記反応ガスストリームと組み合わせることと、を含む、前記方法。
[本発明1032]
前記最初のプロセスガスストリームを触媒の存在下で還元剤と反応させることは、前記ガス源中の前記酸化炭素の少なくとも10％を固体炭素に変換することを含む、本発明1031の方法。
[本発明1033]
前記水蒸気の少なくとも一部分を前記テールガスストリームから分離することをさらに含む、本発明1031のシステム。
[本発明1034]
酸化炭素を含有するガス源から炭素を隔離するためのシステムであって、
前記ガス源の前記酸化炭素内容物を濃縮して反応ガスストリームを形成するための濃縮器手段と、
前記反応ガスストリームを触媒の存在下で還元剤と反応させて、固体炭素と、未反応酸化炭素、還元剤、および水蒸気を含むテールガスストリームとを生成するための反応器手段と、
前記固体炭素を前記テールガスストリームから分離するための固体分離手段と、
前記テールガスストリームの少なくとも一部分を再循環させて、前記ガス源と組み合わせるための再循環手段と、を備える、前記システム。
[本発明1035]
前記反応器手段内で形成される前記水蒸気の少なくとも一部分を前記テールガスストリームから分離するための水分離手段をさらに備える、本発明1034のシステム。
[本発明1036]
少なくとも1つの構成要素の構築材料は、前記構成要素の運転条件下でメタルダスティング腐食を制限するように選択され、前記構成要素は、前記ガス源、前記反応ガスストリーム、および前記テールガスストリームのうちの少なくとも1つと接触するように構成される、本発明1034のシステム。
本開示の特徴および利点は、添付図面と関連してなされる以下の詳細な説明を参照することにより明らかになるであろう。
Ｃ−Ｈ−Ｏ平衡状態図を示す。 本方法の一実施形態による炭素の捕捉および隔離のための装置を示す簡略プロセスフロー図である。 水の除去および酸化炭素濃縮器への残留物の再循環を伴う単段階触媒変換器を示す簡略プロセスフロー図である。 段階間の水の除去および酸化炭素濃縮器への残留物の再循環を伴う２段階触媒変換器を示す簡略プロセスフロー図である。
本開示は、酸化炭素を触媒変換プロセスにおいて固体炭素に変換することによって、酸化炭素を捕捉および隔離するための方法およびシステムを含む。酸化炭素からの固体炭素の生成は、有益であり、本明細書に開示される触媒変換プロセスを通じて酸化炭素を隔離するための経済的動機付けを提供することができる。例えば、炭化水素燃焼プロセス、か焼プロセス、採鉱プロセス、精製プロセス等の任意の産業的プロセスからの酸化炭素を、本明細書に開示される通り使用することができる。システムは、酸化炭素濃縮器および触媒変換器を含むことができる。
方法の一例として、酸化炭素ガスストリームは、酸化炭素濃縮器から酸化炭素触媒変換ユニット内へと流れ、そこで酸化炭素ガスストリームは、メタン、水素、炭化水素、またはそれらの混合物等の還元ガスと混合される。酸化炭素のうちの少なくともいくらかは、固体炭素へと触媒的に変換され、商業利用または長期間の隔離のための貯蔵のために触媒変換器から取り出される。触媒変換器は、ボッシュ反応を促進するように選択される触媒を含む。ガスストリーム中の水蒸気の制御は、固体炭素の生成に重要である。過剰な水が存在する場合、水性ガス反応が生じることがあり、水と固体炭素が合成ガスに変換される。いくつかの触媒は、ガスストリーム中の高濃度の水によって作用が損なわれる。ボッシュ反応において水が生成されるため、生成物である水の少なくとも一部分または全てを、残留プロセスガスストリームを再循環させる前に、凝縮し、反応生成物ガスから除去してもよい。水の除去は、触媒変換システム中で、酸化炭素濃縮器中で、またはシステム内部の分離したガス処理ステップとして行うことができる。残留プロセスガスストリームは、酸化炭素濃縮器へと再循環されて戻り、そこで酸化炭素源ガスストリームまたは適切な中間ガスストリームと混合される。低減された濃度の酸化炭素または低減された体積の酸化炭素を含有する放出ガスが、触媒変換ユニットから吐出される。再循環されたガス中の水蒸気のうちのいくらかを除去することにより、形成される固体炭素のモルフォロジを制御することができる。水蒸気の分圧を変化させることは、混合物の炭素活量を変化させる。
炭素活量（Ａｃ）は、特定の反応条件下（例えば、温度、圧力、反応物質、濃度）で、固体炭素が形成されるかどうかの指標として使用することができる。いかなる特定の理論にも拘束されるものではないが、炭素活量は、固体炭素のどの同素体が形成されるかを決定するための鍵となるメトリックであると考えられる。より高い炭素活量は、ＣＮＴの形成をもたらす傾向があり、より低い炭素活量は、グラファイト形態の形成をもたらす傾向がある。
気体反応物質から固体炭素を形成する反応に関する炭素活量は、反応平衡定数を気体生成物の分圧で乗じ、反応物質の分圧で除したものとして定義することができる。例えば、反応平衡定数Ｋを有する反応
Figure 0006242858
において、炭素活量Ａｃは、Ｋ・（ＰＣＯ・ＰＨ２／ＰＨ２Ｏ）として定義される。したがって、Ａｃは、ＣＯおよびＨ２の分圧に正比例し、Ｈ２Ｏの分圧に反比例する。より高いＰＨ２Ｏは、ＣＮＴ形成を阻害する傾向がある。この反応の炭素活量はまた、モル分率および全圧の観点から表すこともできる：Ａｃ＝Ｋ・ＰＴ（ＹＣＯ・ＹＨ２／ＹＨ２Ｏ）、式中ＰＴは全圧であり、Ｙは種のモル分率である。反応平衡定数は概して温度とともに変動するため、炭素活量は概して、温度とともに変動する。炭素活量はまた、消費されるモル数とは異なるモル数のガスが生成される反応に関して全圧とともに変動する。固体炭素同素体の混合物およびそのモルフォロジは、触媒および反応器中の反応ガスの炭素活量を変えることによって、達成することができる。
図２は、炭素を捕捉するためのシステム１００、およびシステム１００を用いて実施することができる方法の一実施形態の簡略プロセスフロー図を示す。酸化炭素を含有する供給源ガスストリーム１０２は、酸化炭素濃縮器１０４内へと流れ、その中で供給源ガスストリーム１０２の酸化炭素は濃縮される。プロセスガスストリーム１０６は、酸化炭素濃縮器１０４中で放出ガス１０８から分離される。プロセスガスストリーム１０６は、還元ガス１１０とともに触媒変換器１１２へと流れる。プロセスガスストリーム１０６が酸化炭素および還元ガスの好適な混合物を含有する場合、還元ガス１１０は任意である。固体炭素生成物１１４は、システム１００から取り出され、残留ガスストリーム１１６は、酸化炭素濃縮器１０４へと再循環されて戻る。ベントガスストリーム１１７は、典型的には、残留ガスストリーム１１６から、および不活性ガスがシステム内に蓄積しないことを確実にする触媒変換器１１２内の種々のユニット動作から抜かれる。ベントガスストリーム１１７は、触媒変換器１１２からの残留ガスストリーム１１６の実質的な一部であってもよい。
供給源ガスストリーム１０２は、１種以上の炭素含有構成成分を有する任意の供給源ガスを含むことができる。供給源ガスストリーム１０２はまた、炭素を含有しない構成成分を含むこともできる。例えば、供給源ガスストリーム１０２は、天然ガスもしくは他の炭化水素、水素、窒素、アンモニア、二酸化炭素、一酸化炭素、酸素、アルゴン、硫黄含有ガス、または任意の他の気体種を含むことができる。例えば、供給源ガスストリーム１０２は、合成ガスである、主に水素と一酸化炭素との混合物を含むことができ、また二酸化炭素を含むこともできる。供給源ガスストリーム１０２が炭化水素を含む場合、炭化水素は、供給源ガスストリーム１０２が供給される温度および圧力において気体であり得る。例えば、供給源ガスストリーム１０２は、低分子量アルキル、アルケニル、ならびに炭素および水素のみから成る環状炭素化合物を含むことができる。いくつかの実施形態において、供給源ガスストリーム１０２は、石油坑、埋立処理場、燃焼エンジン、発酵槽、または任意の他の動作等の産業的供給源に由来するガスを含むことができる。供給源ガスストリーム１０２は、主に一酸化炭素または二酸化炭素を含むことができる。例えば、二酸化炭素および／または一酸化炭素は、供給源ガスストリーム１０２の炭素含有構成成分の８０％超、９０％超、９５％超、またはさらには９９％超を構成することができる。他の実施形態において、供給源ガスストリーム１０２は、酸化炭素に加えて、炭素含有構成成分ガスを含むことができる。供給源ガスストリーム１０２はまた、１種以上の不活性ガス（例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム等）を含むことができる。二酸化炭素ガスと一酸化炭素ガスとの双方を含む供給源ガスストリーム１０２は、広範な種類の産業活動によって生成され得る。二酸化炭素はまた、種々の天然の供給源（例えば、大気、ならびに天然ガス、二酸化炭素、および石油を含有する地下層）からも入手可能である。
酸化炭素濃縮器１０４は、供給源ガスストリーム１０２の１種以上の炭素含有構成成分の濃度を増大させることが可能な任意のデバイスであることができる。典型的には、酸化炭素濃縮器１０４は、プロセスガスストリーム１０６（供給源ガスストリーム１０２より高濃度の炭素含有構成成分を有する）を放出ガス１０８（供給源ガスストリーム１０２より低濃度の炭素含有構成成分を有する）から分離する。例えば、酸化炭素濃縮器１０４は、凝縮器、膜（例えば、セラミック膜、有機膜等）、深冷蒸留カラム、アミン吸収分離システム、圧力スイング吸収システム、および／または任意の他の酸化炭素ガス分離デバイスを含むことができる。放出ガス１０８は、供給源ガスストリーム１０２中に存在する１種以上のガスを含むことができる。例えば、放出ガス１０８は、酸素、窒素、アルゴン等を含むことができる。酸化炭素濃縮器１０４は、特定のガスを分離するように構成されてもよく、また任意の選択された純度（すなわち、ＣＯ、ＣＯ２、または別の炭素含有構成成分の濃度）のプロセスガスストリーム１０６を提供するように連続してまたは平行して稼働される２つ以上のデバイスを含んでもよい。放出ガス１０８は、さらに精製され、大気中へと排気されることができる。典型的には、酸化炭素濃縮器１０４から吐出される放出ガス１０８は、供給源ガスストリーム１０２より低濃度の酸化炭素を含有する。酸化炭素濃縮器１０４は、主としてまたは本質的にＣＯおよびＣＯ２から成るプロセスガスストリーム１０６を生成することができる。例えば、プロセスガスストリーム１０６は、少なくとも９０％のＣＯおよびＣＯ２、少なくとも９５％のＣＯおよびＣＯ２、またはさらには少なくとも９８％のＣＯおよびＣＯ２を含むことができる。
酸化炭素濃縮器１０４は典型的には、水を分離してプロセスガスストリーム１０６中の水蒸気圧を制御するための手段を含む。水ストリーム１１５は、酸化炭素濃縮器１０４から除去されて、放出されるかまたは少なくともいくらかの還元ガス１１０を提供するように電解されてもよい。水ストリーム１１５を除去してプロセスガスストリーム１０６中の結果として生じる水蒸気を制御するための多数の好適な手段が存在する。一実施形態において、水ストリーム１１５は、プロセスガスストリーム１０６中の水蒸気濃度を制御するための好適な制御装置を有する１つ以上の凝縮器によって、供給源ガスストリーム１０２、残留ガスストリーム１１６、またはそれらの混合物から分離される。別の実施形態では、水ストリーム１１５は、大気脚凝縮器の手段によって分離される。触媒変換器１１２の反応器内部の水蒸気圧は、形成される固体炭素の同素体およびモルフォロジ、固体炭素の堆積速度、ならびに触媒活性に影響を及ぼし得、触媒変換器１１２から所望の動作および固体炭素生成物の品質を達成するように制御され得る。
いくつかの実施形態において、放出ガス１０８は、供給源ガスストリーム１０２中に含有される炭素含有構成成分の一部分を含むことができる。他の実施形態では、放出ガス１０８は、炭素含有構成成分を実質的に含まなくてもよい（例えば、放出ガス１０８は、１０％未満、５％未満、１％未満、またはさらには０．１％未満の炭素含有構成成分を含有してもよい）。放出ガス１０８は、典型的には、供給源ガスストリーム１０２の炭素含有量より低い炭素含有量を有する。例えば、放出ガス１０８は、供給源ガスストリーム１０２の炭素含有量の１０％未満の炭素含有量、供給源ガスストリーム１０２の炭素含有量の５％未満の炭素含有量、供給源ガスストリーム１０２の炭素含有量の１％未満の炭素含有量、またはさらには供給源ガスストリーム１０２の炭素含有量の０．１％未満の炭素含有量を有することができる。
酸化炭素濃縮器１０４の構成および動作は、プロセスの要件（例えば、ガスの流速、圧力、エネルギー入手可能性、環境規制、安全性規制、コスト等）に依存し得る。例えば、経済的側面により、プロセスガスストリーム１０６と放出ガス１０８との双方がいくらかの炭素含有構成成分を含有することが要求される場合がある。すなわち、炭素含有構成成分全体をプロセスガスストリーム１０６中へ分離することは、有益でない場合がある。そのような場合、特定の炭素含有構成成分（または、特定の炭素含有構成成分の一部分）は、放出ガス１０８とともに排気されるか、または別の動作で処理されてもよい。
プロセスガスストリーム１０６および還元ガス１１０は、触媒変換器１１２へ入る。還元ガス１１０は、プロセスガスストリーム１０６の炭素含有構成成分の触媒変換プロセスを促進するための追加の種を含んでもよい。還元ガス１１０は、例えば、水素、メタン、別の炭化水素等を含むことができる。還元ガス１１０は、存在する場合、触媒変換器１１２へ入る前に（例えば、混合バルブ内で）、または触媒変換器１１２内でプロセスガスストリーム１０６と混合されることができる。
触媒変換器１１２は、典型的には、触媒変換器から固体炭素生成物１１４を取り出すための手段と反応ガスを触媒変換器１１２内部で加熱および循環させるための好適な付属物とを伴う、プロセスガスストリーム１０６中の酸化炭素還元ガスの少なくとも一部分を固体炭素生成物および水に変換するのに好適な少なくとも１つの反応器から成るシステムである。触媒変換器１１２の反応器部分は、グラファイト（例えば、熱分解グラファイト）、グラフェン、カーボンブラック、煤、繊維状炭素、バックミンスターフラーレン、単層ＣＮＴ、多層ＣＮＴ、カーボンプレートレット、またはナノダイヤモンド等の固体炭素生成物への炭素含有構成成分（すなわち、ガス）の変換に好ましい条件を提供するように構成される、任意の反応器であってよい。触媒変換器１１２は、所望の固体炭素生成物の形成または収集を促進する任意の反応器設計または反応器設計の組み合わせの１つ以上の反応器を含むことができる。例えば、触媒変換器１１２は、流動床反応器、流体壁（ｆｌｕｉｄ−ｗａｌｌ）反応器、充填床反応器、エアロゾル反応器等を含むことができる。
いくつかの実施形態において、触媒変換器１１２は、１つ以上のエアロゾル反応器を含むことができ、該反応器中では、触媒は特定のサイズ分布のために予め形成されて選択され、液体またはキャリアガス溶液中へ混合され、次いで、（例えば、エレクトロスプレーを介して）反応器中へ噴霧される。固体炭素粒子は、触媒上に形成されてもよく、粒子は、触媒変換器１１２または関連する配管内に沈降または堆積し得る。ガス流は、生成物を触媒変換器１１２の外へ送達することができる。別の実施形態において、触媒変換器１１２は、１つ以上の流動床反応器を含み、触媒粒子または触媒被覆粒子がその中へ導入され、該反応器中では、固体炭素が該粒子の表面で成長する。固体炭素は、触媒変換器１１２の反応器部分中でエルトリエーションされ、反応ガス中に同伴されて触媒変換器１１２の反応器部分の外へ運ばれてもよく、または表面に固体炭素が付着した触媒粒子が採取され、固体炭素が表面から取られてもよく、および触媒粒子は任意で、触媒変換器１１２の反応器部分へ戻されてもよい。
触媒変換器１１２は、１つ以上のバッチ反応器を含むことができ、該反応器中では、触媒は、固定された固体表面であるか、または固定された固体表面上に載置される（例えば、不活性基材上に堆積された触媒ナノ粒子）。そのような実施形態では、固体炭素は、触媒上に形成され、触媒および固体炭素生成物１１４は、触媒変換器１１２から定期的に取り出されることができる。あるいは、触媒変換器１１２は、連続した反応器を含むことができ、ここでは、固体炭素が形成されながら固体炭素生成物１１４が触媒から取られる。いくつかの実施形態において、固体触媒または固体基材上に載置された触媒は、流れているガスストリーム中を通過し、結果として生じる固体炭素生成物１１４が採取され、固体表面が触媒変換器１１２へ再生または再導入される。固体触媒は、触媒材料（例えば、クロム、モリブデン、コバルト、鉄、もしくはニッケルを含有する合金もしくは超合金の固体片、または金属の混合物）、または触媒材料が載置される不活性基材であることができる。
一実施形態において、触媒変換器１１２は、触媒を保持する一方で、固体炭素生成物１１４をガス流中に同伴させ、所望のサイズに到達した時点で反応ゾーンからロフトされることを可能にするように設計される流動床反応器を含んでもよい。反応器の形状およびガスの流速は、エルトリエートの滞留時間および対応する固体炭素生成物１１４のサイズ（例えば、ＣＮＴの長さ）を制御することができる。
触媒変換器１１２の反応条件（例えば、時間、温度、圧力、反応物質の分圧、水蒸気の分圧、触媒特性等）は、選択されたタイプ、モルフォロジ、純度、均一性等の固体炭素を生成するように最適化することができる。例えば、条件は、ＣＮＴの形成を促進するように選択することができる。
本明細書に開示される方法は、種々の分離技術を含むことができる。酸化炭素および還元ガスを触媒変換器１１２中で反応させた後、結果として生じる固体炭素生成物１１４は、触媒変換器１１２から取り出されて、長期間の隔離のために貯蔵されてもよいし、商業用製品として販売されてもよいし、別の生成物の生成等に使用されてもよい。残留ガスストリーム１１６は、固体炭素生成物１１４の反応および分離後に触媒変換器１１２中に残留するガスを含む。残留ガスストリーム１１６から固体炭素生成物１１４を分離するための技術は、触媒変換器１１２に使用される反応器のタイプに依存し得る。一実施形態では、固体炭素生成物１１４を分離および収集するために、サイクロン分離器が使用される。別の実施形態では、固体炭素生成物１１４を分離および収集するために、ベンチュリースクラバが使用される。さらに別の実施形態では、固体炭素生成物１１４を分離および収集するために、バッグハウスが使用される。固体炭素生成物１１４は、エルトリエーション、遠心分離、電気集塵、濾過、洗浄集塵（ｓｃｒｕｂｂｉｎｇ）、または任意の他の方法によって、残留ガスストリーム１１６から収集および分離されることができる。
残留ガスストリーム１１６は、酸化炭素濃縮器１０４へ再循環されて戻ることができ、またはベントガスストリーム１１７の一部もしくはベントガスストリーム１１７全体として放出されることができる。残留ガスストリーム１１６は、酸化炭素濃縮器１０４へ入る前に、または酸化炭素濃縮器１０４内で、供給源ガスストリーム１０２と混合されることができる。いくつかの実施形態において、残留ガスストリーム１１６またはその一部分は、プロセスガスストリーム１０６等の別のガスと混合されることができる。
典型的には、ガスは、触媒変換器１１２内部のみで再循環されない（ただし、いくらかの循環が触媒変換器１１２内部で生じることがある）。代わりに、残留ガスストリーム１１６は、酸化炭素濃縮器１０４へ再循環される。残留ガスストリーム１１６は次に、供給源ガスストリーム１０２とともに再処理される。残留ガスストリーム１１６中の酸化炭素は、再濃縮され、蓄積された不活性ガスまたは非反応性成分は、放出ガス１０８によって排除されることができる。あるいは、残留ガスストリーム１１６は、大気、地質学的貯蔵所、または別のプロセスへ放出されてもよい。
図３は、炭素を捕捉および隔離するためのシステム２００ならびにシステム２００を用いて実施することができる方法の別の実施形態の簡略プロセスフロー図を示す。システム２００は、水がシステム２００内で中間ガスストリーム２０２から除去されるという点で、図２のシステム１００と異なる。上に説明される通り、供給源ガスストリーム１０２は、酸化炭素濃縮器１０４に入り、その中では、供給源ガスストリーム１０２中の炭素含有構成成分が濃縮される。水ストリーム１１５は、酸化炭素濃縮器１０４から除去されることができ、放出されるかまたは還元ガス１１０の少なくともいくらかを提供するように電解されることができる。結果として生じるプロセスガスストリーム１０６（濃縮された炭素含有構成成分を含有する）は、触媒変換器１１２中で、または触媒変換器１１２へ入る前に、還元ガス１１０（例えば、水素、メタン、別の炭化水素等）と混合される。触媒変換器１１２内に形成される固体炭素生成物１１４は、上に説明される通りに取り出される。
触媒変換器１１２を出る中間ガスストリーム２０２は、酸化炭素濃縮器１０４へと再循環されて戻る前に、水除去デバイス２０４を通過する。水除去デバイス２０４は、乾燥した中間ガスストリーム２０６から水ストリーム２０８を分離する。水除去デバイス２０４は、例えば、凝縮器であってもよい。乾燥した中間ガスストリーム２０６は、２０℃未満、０℃未満、またはさらには−２０℃未満の露点を有することができる。水ストリーム２０８は、触媒変換器１１２中で形成される水蒸気および／または供給源ガスストリーム１０２中に存在する水を含むことができる（例えば、蒸気、水滴として、エアロゾル粒子上の被覆物として、水和された固体に結合されて等）。水ストリーム２０８は、収集されるか、貯蔵されるか、または他の動作に使用されることができる。
乾燥した中間ガスストリーム２０６は、酸化炭素濃縮器１０４の前に、または酸化炭素濃縮器１０４の中で、供給源ガスストリーム１０２と混合されることができる。他の実施形態では、乾燥した中間ガスストリーム２０６は、プロセスガスストリーム１０６と混合されることができる。低減された濃度の酸化炭素を含有する放出ガス１０８は、酸化炭素濃縮器１０４から放出されることができる。
図２に示されるシステム１００は、酸化炭素濃縮器１０４から分離した水除去デバイスを含まない。すなわち、残留ガスストリーム１１６は、酸化炭素濃縮器１０４へ再循環され、水の除去は、酸化炭素濃縮器により直接生じる。水の一部は、放出ガス１０８中で除去されることもできる。図３に示されるシステム２００は、結果として生じる水２０８が有益である状況において、例えば、油および坑井ガスの処理において、ならびに十分な真水源を欠いている環境において、図２に示されるシステム１００より好ましい場合がある。システム２００はまた、触媒変換器１１２および／または酸化炭素濃縮器１０４の動作への水の干渉を制限または防止することができる。いくつかの実施形態において、水除去デバイス２０４は、酸化炭素濃縮器１０４の水除去能力を上回るさらなる水除去能力を提供することができる。システム１００は、水を回収することが無益である、または酸化炭素濃縮器１０４が十分な水除去設備を含む状況において、好ましい場合がある。
図４は、炭素を捕捉および隔離するためのシステム３００ならびにシステム３００を用いて実施することができる方法の別の実施形態の簡略プロセスフロー図を示す。システム３００は、段階間での水除去を伴う２つの触媒変換段階を含む。図２および３に関して上に説明される通り、供給源ガスストリーム１０２は、酸化炭素濃縮器１０４に入り、そこで供給源ガスストリーム中の炭素含有構成成分が濃縮される。酸化炭素濃縮器１０４は、典型的には、水を分離してプロセスガスストリーム１０６中の水蒸気圧を制御するための手段を含む。水ストリーム１１５は、酸化炭素濃縮器１０４から除去されて、放出されるかまたは還元ガス１１０の少なくともいくらかを提供するように電解されることができる。結果として生じるプロセスガスストリーム１０６（濃縮された炭素含有構成成分を含有する）は、触媒変換器１１２内で、または触媒変換器１１２へ入る前に、任意の還元ガス１１０（例えば、水素、メタン、別の炭化水素等）と混合される。触媒変換器１１２内での反応から生じる固体炭素生成物１１４は、上に説明される通り取り出される。
触媒変換器１１２を出る中間ガスストリーム２０２は、乾燥した中間ガスストリーム２０６から水２０８を分離する、水除去デバイス２０４へ入る。乾燥した中間ガスストリーム２０６は、濃縮された酸化炭素および還元ガスを含有することができ、第２の触媒変換器３０２へと流れる。第２の触媒変換器３０２は、酸化炭素を第２の固体炭素生成物３０６および第２の中間ガスストリーム３０４に変換する。第２の中間ガスストリーム３０４は、水、未反応の炭素含有構成成分の一部分、および／または他のガスを含むことができる。任意で、水が、上に説明されるように第２の中間ガスストリーム３０４から凝縮されてもよい。第２の中間ガスストリーム３０４は、第２の触媒変換器３０２から酸化炭素濃縮器１０４へと再循環されて戻り、そこで第２の中間ガスストリーム３０４は供給源ガスストリーム１０２と混合される。いくつかの実施形態では、第２の中間ガスストリーム３０４は、適切な中間ガスストリーム（例えば、プロセスガスストリーム１０６、中間ガスストリーム２０２等）と混合される。放出ガス１０８は、酸化炭素濃縮器１０４およびシステム３００から吐出されることができる。システム３００では、放出ガス１０８は、図２のシステム１００におけるものより遥かに低い濃度または質量の酸化炭素を含有することができる。
固体炭素生成物１１４および第２の固体炭素生成物３０６は、それぞれ、触媒変換器１１２および第２の触媒変換器３０２から取り出されることができる。固体炭素生成物１１４および第２の固体炭素生成物３０６のいずれかまたは双方は、商業的に販売可能な製品として使用されることができ、または長期間の隔離のために適切な方法で貯蔵されることができる。固体炭素生成物１１４および第２の固体炭素生成物３０６は、同一のまたは異なるモルフォロジ、粒径等を有する物質を含むことができる。固体炭素生成物１１４および第２の固体炭素生成物３０６はその後、販売可能な製品を形成するために混合されることができる。
図４に例証されるシステム３００は、炭素含有構成成分が複数の触媒変換段階の有益な使用のために供給源ガスストリーム１０２中で十分に濃縮される状況において、有益な場合がある。いくつかの実施形態では、さらなる変換を促進するために、追加の触媒変換段階を使用することができる。触媒変換段階の最適な数は、触媒変換器１１２、３０２の効率、入力流速、生成物のタイプおよび分量、生成物の数、エネルギーコスト、設備コスト、維持コスト、環境規制、生成物に期待される需要等を含む、多数の要因に依存し得る。
図４に例証されるシステム３００において、水除去デバイス２０４は、第２の触媒変換器３０２へ入る乾燥した中間ガスストリーム２０６の水蒸気の所望の分圧を達成するように制御されることができる。水蒸気分圧の制御は、固体炭素生成物１１４または第２の固体炭素生成物３０６の均一な品質、および炭素形成のキネティクスを促進するために重要であることがある。別の水除去デバイスが、第２の触媒変換器３０２の後、または酸化炭素濃縮器１０４の後に追加されてもよい。
システム１００、２００、３００は、システム１００、２００、３００内への、システム１００、２００、３００内部の、およびシステム１００、２００、３００外への材料の移動を可能にするためのポンプ、配管、バルブ、取り付け具等を含むことができる。いくつかの実施形態では、複数のユニット動作が、平行してまたは連続して行われ得る。例えば、プロセスガスストリーム１０６は、分割され、２つの分離した触媒変換器１１２内へ通すことができる。
いくつかの実施形態において、供給源ガスストリーム１０２または還元ガス１１０は、システム１００、２００、３００へ入る前に加圧されることができる。供給源ガスストリーム１０２または還元ガス１１０の圧力は、さらなる圧縮または他のエネルギー投入を伴わないシステム１００、２００、３００を通じた材料の移動を引き起こすのに十分であることができる。いくつかの実施形態では、供給源ガスストリーム１０２または還元ガス１１０は、システム１００、２００、３００へ入る前に、精製、乾燥、または別の方法で処理されることができる。
複数の触媒変換器１１２、３０２を用いる方法では、段階間水除去によって後続段階で形成される固体炭素の反応速度およびタイプを調節することができる。触媒変換器１１２へ入るプロセスガスストリーム１０６の圧力が十分に高い場合、ガスは、さらなる機械エネルギーの追加を伴わずに、触媒変換器１１２、３０２、および水除去デバイス２０４を通過することができる。そのような圧力は、酸化炭素濃縮器１０４の放出時に提供され得る。例えば、そのような圧力は、供給源ガスストリーム１０２の圧力によって提供され得る。他の実施形態では、プロセスガスストリーム１０６または乾燥した中間ガスストリーム２０６は、システム１００、２００、３００内部の１つ以上の圧縮機によって加圧されることができる。いくつかの実施形態では、段階間水除去は、機械冷凍（例えば、空気冷却器または水冷却器）の使用を伴わずに行われ得る。
図に示される、および本明細書に説明される動作のいずれにおいても、制御器は、１つ以上のセンサから受信される信号によって指示される通りに選択される条件を維持するように構成されることができる。例えば、システム１００、２００、３００は、材料取扱い、ガス組成制御、混合、温度制御、および／または圧力制御、流速制御等のための適切な手段を含むことができる。
本明細書に説明される方法およびシステムは、種々の用途において有益であることができる。例えば、システム１００、２００、３００は、他の炭素の捕捉および隔離システムよりも低い資本コストまたは稼働コストを有することができる。供給源ガスストリーム１０２または還元ガス１１０が、システム１００、２００、３００全体を移動するのに十分な高い圧力でシステム１００、２００、３００に入る場合、内部ポンプ、機械冷凍、または他の動作を省略することができる。したがって、そのような動作の経費、維持、およびエネルギーコストを回避することができる。また、水除去デバイス２０４の使用は、水を含有する供給源ガスストリーム１０２の処理を可能にすることができる。
さらに、システム１００、２００、３００は、１種以上の有益な生成物を生成することができる。例えば、固体炭素生成物１１４および第２の固体炭素生成物３０６は、種々の商業的用途に使用することができる。いくつかの実施形態では、水２０８は、関連する産業的用途に使用される、精製等されることができる有益な生成物であることができる。いくつかの実施形態では、水２０８は、水素および酸素を形成するように電解または熱分解することができ、水素は次に還元ガス１１０の少なくとも一部分を形成することができる。
より高濃度の酸化炭素を有するプロセスガスストリーム１０６を提供するための酸化炭素濃縮器１０４の使用は、触媒変換器１１２または第２の触媒変換器３０２の必要とされるサイズを低減することによって、触媒変換器１１２または第２の触媒変換器３０２の資本コストまたは稼働コストを低減することができる。より低い資本コストおよび稼働コストは、炭素の捕捉および酸化炭素の隔離の経済的妥当性を増強することができる。
いくつかの実施形態において、濃縮された酸化炭素ストリーム（例えば、プロセスガスストリーム１０６または乾燥した中間ガスストリーム２０６の一部分）は、酸化炭素濃縮デバイス（例えば、酸化炭素濃縮器１０４）から別のプロセスへまたは貯蔵へと送ることができる。酸化炭素の固体炭素生成物への変換は、炭素の捕捉および隔離のための手段を提供し、それによって大気へ放出される酸化炭素の量を潜在的に減少させる。例えば、二酸化炭素は、地形的に隔離される（ｇｅｏｓｅｑｕｅｓｔｅｒｅｄ）、または地下構造内に貯蔵されることができる。そのような変換は、廃棄コスト（例えば、規制料、精製等）の回避に加えて、販売または他の生成物における使用に有益な生成物を提供することができる。供給源ガスストリーム１０２の全部かまたは一部かが固体炭素に変換されるかどうかは、個々の場合に応じて成される経済的判断である。本開示の方法は、状況が求め得るように、供給源ガスストリーム１０２中の酸化炭素の一部、全部、または本質的に全部を変換するために使用することができる。
触媒変換器１１２、３０２は、図４に示され説明される通り、単一の触媒変換器１１２より高い効率を有する、固体炭素生成物１１４および第２の固体炭素生成物３０６を生成するための手段を提供することができる。さらに、複数の触媒変換器１１２、３０２の使用は、複数のタイプまたはグレードの固体炭素生成物を同時に形成することを可能にすることができる。各触媒変換器１１２、３０２の反応条件は、市場の状況の変化により変えてもよく、高需要生成物の生成を可能にする。そのような柔軟性は、システム３００の稼働の経済的可能性を高めることができる。複数の触媒変換器の使用は、３つ以上へと容易に拡張できることに留意されたい。
触媒変換器１１２、３０２内で生じる反応は、図１に示される状態図の内部領域内および右縁部上（すなわち、Ｂｏｕｄｏｕａｒｄ反応ゾーンおよびボッシュ反応ゾーン）の反応を含むことができ、ここでは固体炭素、酸素、ならびに炭素、水素、および酸素の化合物の間で平衡が確立され得る。図１の中央領域は、ＣＮＴおよび他の形態の固体炭素の形成に好都合である複数のポイントを有する。生成される固体炭素のタイプは、触媒、反応ガス、および反応条件の選択および処理を通じて選択的に制御することができる。したがって、これらの方法は、ＣＮＴ等の有益な固体炭素生成物の生成、および炭素含有ガスの処理のための有益なルートを提供することができる。
触媒変換器１１２、３０２は、約４５０℃〜約９００℃の温度で動作することができる。いくつかの実施形態では、触媒変換器１１２、３０２は、約６５０℃超、例えば約６８０℃超で動作することができる。触媒変換器１１２、３０２内の触媒の組成および結晶粒径は、結果として生じる固体炭素生成物のモルフォロジに影響し得る。触媒変換器１１２、３０２の温度および圧力、滞留時間、ならびに触媒の結晶粒径を含む反応条件は、選択される特徴を有する固体炭素生成物を得るように制御することができる。
固体炭素は、本方法の酸化炭素還元プロセスを通じて多数の異なるモルフォロジで生成することができる。生成することができる固体炭素モルフォロジのいくつかとしては、グラファイト（例えば、熱分解グラファイト）、グラフェン、カーボンブラック、繊維状炭素、バックミンスターフラーレン、単層ＣＮＴ、多層ＣＮＴ、カーボンプレートレット、およびナノダイヤモンドが挙げられる。
固体炭素の所望の種の形成に好ましい反応キネティクスは、好適な触媒の使用を通して確立することができる。好適な触媒としては、５族〜１０族（例えば、ニッケル、モリブデン、クロム、コバルト、タングステン、マンガン、ルテニウム、白金、イリジウム等）、アクチニド、ランタニド等の周期表の２族〜１５族から選択される金属、それらの合金、およびそれらの組み合わせが挙げられる。例えば、触媒としては、鉄、ニッケル、コバルト、モリブデン、タングステン、クロム、およびそれらの合金が挙げられる。周期表は、種々の族の付番方式を有し得ることに留意されたい。本明細書で使用されるとき、２族は、Ｂｅを含む族であり、３族は、Ｓｃを含む族であり、４族は、Ｔｉを含む族であり、５族は、Ｖを含む族であり、６族は、Ｃｒを含む族であり、７族は、Ｍｎを含む族であり、８族は、Ｆｅを含む族であり、９族は、Ｃｏを含む族であり、１０族は、Ｎｉを含む族であり、１１族は、Ｃｕを含む族であり、１２族は、Ｚｎを含む族であり、１３族は、Ｂを含む族であり、１４族は、Ｃを含む族であり、かつ１５族は、Ｎを含む族である。いくつかの実施形態では、市販の金属が、特別な調製を伴わずに使用される。触媒は、より低温での動作を促進することができる。ＣＮＴを形成する反応では、より高い反応速度はより小さい直径のＣＮＴに対応し、より低い反応速度は、より大きい直径のＣＮＴに対応し得る。
触媒は、ナノ粒子の形態、または固体材料中でドメインもしくは結晶粒および結晶粒界の形態、例えば、鋼または不活性基材の表面上に堆積した触媒であってもよい。触媒は、固体炭素生成物の所望の直径（例えば、ＣＮＴ直径）の特有の寸法に関連する結晶粒径を有するように選択することができる。特に好適な触媒活性金属の例は、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｗ、Ｖ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｍｎ、およびＭｏである。触媒粉末は、エアロゾル溶液を注入することによって触媒変換器１１２、３０２の中またはその近くに形成されることができ、その結果、キャリア溶媒の蒸発時に選択された粒径分布をもたらす。あるいは、粉末状の触媒材料は、キャリアガス中に同伴され、触媒変換器１１２、３０２に送達されることができる。触媒および反応条件を選択することによって、プロセスは、固体炭素生成物の選択されたモルフォロジを生成するように調整され得る。触媒は、米国特許出願公開第２０１２／００３４１５０ Ａ１号に説明される通りに形成されることができる。いくつかの実施形態において、触媒は、反応に関わらない不活性酸化物等の基材または担体の上に形成することができる。しかしながら、基材は必須ではなく、他の実施形態では、触媒材料は、バルク金属、または別の材料に結合していない金属の粒子（例えば、流動床反応器内で使用することができるような、遊離した粒子、シェービング、またはショット）等の非担持材料である。
３０４ステンレス鋼は、広範囲の温度、圧力、およびガス組成下でＣＮＴの形成を触媒すると考えられる。しかしながら、３０４ステンレス鋼上でのＣＮＴの形成速度は比較的低いように見え、したがって３０４ステンレス鋼は、通常動作においてそれらの表面上への堆積が最小限である、プロセス設備のための構築材料として有効に使用することができる。３１６Ｌステンレス鋼は、対照的に、３０４ステンレス鋼よりも著しく高い速度で固体炭素の形成を触媒すると考えられるが、種々のモルフォロジの炭素を形成する可能性もある。したがって、３１６Ｌステンレス鋼は、高反応速度を達成するための触媒として使用することができるが、特定の反応条件が、生成物モルフォロジを制御するために維持されてもよい。触媒は、例えば、約２２重量％以下の量で、Ｃｒを含むように選択することができる。例えば、３１６Ｌステンレス鋼は、約１６重量％〜約１８．５重量％のＣｒを含有する。触媒はまた、例えば、約８重量％以上の量で、Ｎｉを含むように選択することもできる。例えば、３１６Ｌステンレス鋼は、約１０重量％〜約１４重量％のＮｉを含有する。これらのタイプの鋼の触媒は、従来のプロセスにおいて触媒として使用されるアルファ相の鉄とは対照的に、オーステナイト相の鉄を有する。３１６Ｌステンレス鋼に観察される良好な結果を考慮すると、Ｎｉおよび／またはＣｒは、Ｆｅと相乗効果を有する可能性がある。
触媒表面の酸化およびそれに続く還元は、結晶粒構造および結晶粒界を変化させる。いかなる特定の理論にも束縛されるものではないが、酸化は、酸化した領域内の金属触媒の表面を変化させると考えられる。その後の還元は、触媒表面のさらなる変化をもたらし得る。したがって、触媒の結晶粒径および結晶粒界は、触媒表面を酸化および還元することによって、ならびに還元ガスおよび酸化ガスへの触媒表面の曝露時間を制御することによって、制御することができる。酸化および／または還元温度は、約５００℃〜約１２００℃、約６００℃〜約１０００℃、または約７００℃〜約９００℃の範囲であり得る。結果として生じる結晶粒径は、約０．１μｍ〜約５００μｍ、約０．２μｍ〜約１００μｍ、約０．５μｍ〜約１０μｍ、または約１．０μｍ〜約２．０μｍの範囲であり得る。いくつかの実施形態では、触媒は、固体炭素を形成する反応の前または間に還元される、酸化金属（例えば、錆びた鋼）であることができる。いかなる特定の理論にも束縛されるものではないが、酸化物の除去は、触媒材料の表面に空隙または凹凸を残し、触媒材料の総表面積を増加させると考えられる。
触媒変換器１１２、３０２の最適温度は、触媒の組成または触媒の粒径に依存し得る。小さい粒径を有する触媒材料は、より大きい粒径を有する同一の触媒材料より低い温度で最適反応温度を有する傾向がある。例えば、ボッシュ反応は、粒径および組成ならびに所望の固体炭素生成物に応じて、鉄系触媒に関して約４００℃〜９５０℃の範囲の温度で生じ得る。一般に、グラファイトおよびアモルファス固体炭素は、より低い温度で形成し、ＣＮＴは、より高い温度で形成する。ＣＮＴは、約５５０℃を超える温度で形成することができる。一般に、反応は、ほぼ真空から４．０ＭＰａ（５８０ｐｓｉ）以上の圧力の、広範囲の圧力で進行する。例えば、ＣＮＴは、約０．０２８ＭＰａ（４．０ｐｓｉ）〜６．２ＭＰａ（９００ｐｓｉ）超の範囲の圧力で形成することができる。いくつかの実施形態において、ＣＮＴは、約０．３４ＭＰａ（５０ｐｓｉ）〜約０．４１ＭＰａ（６０ｐｓｉ）の圧力で、または約１．３ＭＰａ（２００ｐｓｉ）もしくは約４．１ＭＰａ（６００ｐｓｉ）の圧力で形成することができる。典型的には、炭素の堆積は拡散律速であるため、圧力の増大は反応速度を増大させる。
触媒変換器１１２、３０２に（例えば、還元ガス１１０の一部として）添加される少量の物質（例えば、硫黄）は、触媒上の炭素生成物の成長を加速する触媒促進剤であることができる。そのような促進剤は、広範な化合物の状態で存在することができる。そのような化合物は、化合物の分解温度が触媒変換器１１２、３０２の温度未満であるように選択することができる。例えば、硫黄が鉄系触媒のための促進剤として選択された場合、硫黄は、チオフェンガスとして、またはキャリアガス中のチオフェンの液滴として、触媒変換器１１２中へ導入することができる。硫黄含有促進剤の例としては、チオフェン、硫化水素、複素環硫化物、および無機硫化物が挙げられる。他の促進剤としては、鉛化合物およびビスマスが挙げられる。
本明細書に示され、説明されるシステムの構成要素およびゾーンは、種々の温度で動作する。例えば、触媒変換器１１２、３０２のうちの一方または双方は、少なくとも４５０℃の温度、例えば、少なくとも６５０℃の温度、または約６８０℃〜約７００℃の温度で動作することができる。酸化炭素濃縮器１０４または水除去デバイス２０４は、触媒変換器１１２、３０２より低温で動作することができる。例えば、酸化炭素濃縮器１０４または水除去デバイス２０４は、約１００℃未満、約８０℃未満、またはさらには約５０℃未満の温度で動作することができる。いくつかの実施形態において、熱は、ある材料から回収され、別の材料へ移動させることができる。代表的な熱回収システムは、１９７８年１１月２１日に刊行された「Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｔｒｅａｔｉｎｇ ａｎｄ Ｒｅｃｏｖｅｒｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ ｆｒｏｍ Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓｅｓ」と題された米国特許第４，１２６，０００号に説明される。
下記の実施例１〜７のために、炭素鋼クーポンを、約１．３ｍｍの厚さを有する軟鋼のシートから切断した。各クーポンは、幅約１３ｍｍおよび長さ約１８ｍｍ〜２２ｍｍであった。クーポンは、長さ約８．５ｃｍおよび幅１．５ｃｍの石英ボート中に離して配置し、ボートは、内径約２．５４ｃｍおよび長さ約１．２ｍの石英管中に端と端を接して挿入した。次いで、石英管を、管状炉中に配置した。管状炉を動作条件まで加熱して、石英管を水素ガスでパージし、クーポンの表面を還元した。管状炉が動作条件に到達した後、各クーポンの上面および下面の双方が反応ガスに露出するように、反応ガスを石英管中へ導入した（すなわち、石英管中に連続的に流した）。温度、圧力、およびガス組成を、各クーポンに関して測定または決定した。試験後に、クーポンを、石英管から取り出した。重量の変化および炭素の形成に注目した。
実施例１
１２個の鋼クーポンを、上に説明される通り石英管内に配置した。約２５％Ｈ２、２５％ＣＯ、２５％ＣＯ２、および２５％ＣＨ４を含有する反応ガスを、約４．０ＭＰａで石英管に導入した。ガスは、約４時間にわたって、２０００ｓｃｃｍ（立方センチメートル毎分）でクーポン上に流した。下記の表１に示される通り、約６５０℃〜約８７０℃の間の温度で、１２個のクーポンのうち８個の上に固体炭素が形成した。試験後、固体炭素をクーポンのいくつかから物理的に取り、表１に示される通り、ＢＥＴ比表面積に関して試験した。試験中に、約４１．２グラムの水をガスから収集した。
（表１）２５％Ｈ２、２５％ＣＯ、２５％ＣＯ２、および２５％ＣＨ４からの固体炭素形成
Figure 0006242858
実施例２
１２個の鋼クーポンを、上に説明される通り石英管内に配置した。約５０％ＣＯおよび５０％ＣＯ２を含有する反応ガスを、約４．０ＭＰａで石英管に導入した。ガスを、２０００ｓｃｃｍで約３時間、クーポン上に流した。下記の表２に示される通り、約５９０℃〜約９００℃の間の温度で、１２個のクーポンのうち１０個の上に固体炭素が形成した。試験後、固体炭素をクーポンのいくつかから物理的に取り、表２に示される通り、ＢＥＴ比表面積に関して試験した。試験中、ガスから水は収集されなかった。
（表２）５０％ＣＯおよび５０％ＣＯ２からの固体炭素形成
Figure 0006242858
実施例３
１２個の鋼クーポンを、上に説明される通り石英管内に配置した。約９０％ＣＯおよび１０％ＣＯ２を含有する反応ガスを、約４．０ＭＰａで石英管に導入した。ガスを、２０００ｓｃｃｍで約２時間、クーポン上に流した。下記の表３に示される通り、約５９０℃〜約９００℃の間の温度で、１２個のクーポンのうち１０個の上に固体炭素が形成した。試験後、固体炭素をクーポンのいくつかから物理的に取り、表３に示される通り、ＢＥＴ比表面積に関して試験した。試験中、ガスから水は収集されなかった。
（表３）９０％ＣＯおよび１０％ＣＯ２からの固体炭素形成
Figure 0006242858
実施例４
１２個の鋼クーポンを、上に説明される通り石英管内に配置した。約９０％ＣＯおよび１０％ＣＯ２を含有する反応ガスを、約１．５ＭＰａで石英管に導入した。ガスを、２０００ｓｃｃｍで約３時間、クーポン上に流した。下記の表４に示される通り、約５３６℃〜約８９０℃の間の温度で、１２個のクーポンのうち１０個の上に固体炭素が形成した。試験後、固体炭素をクーポンのいくつかから物理的に取り、表４に示される通り、ＢＥＴ比表面積に関して試験した。試験中、ガスから水は収集されなかった。
（表４）９０％ＣＯおよび１０％ＣＯ２からの固体炭素形成
Figure 0006242858
実施例５
１２個の鋼クーポンを、上に説明される通り石英管内に配置した。約１３．０％Ｈ２、１５．２％ＣＯ、１０．９％ＣＯ２、５７．８％ＣＨ４、および３．０％Ａｒを含有する反応ガスを、約４１２ｋＰａで石英管に導入した。ガスを、２０００ｓｃｃｍで約６時間、クーポン上に流した。下記の表５に示される通り、約４６４℃〜約７００℃の間の温度で、１２個のクーポンのうち７個の上に固体炭素が形成した。試験後、固体炭素をクーポンのいくつかから物理的に取り、表５に示される通り、ＢＥＴ比表面積に関して試験した。試験中に、約７．９５グラムの水をガスから収集した。
（表５）１３．０％Ｈ２、１５．２％ＣＯ、１０．９％ＣＯ２、５７．８％ＣＨ４、および３．０％Ａｒからの固体炭素形成
Figure 0006242858
実施例６
１２個の鋼クーポンを、上に説明される通り石英管内に配置した。約１３．０％Ｈ２、１５．２％ＣＯ、１３．０％ＣＯ２、５５．８％ＣＨ４、および２．９３％Ａｒを含有する反応ガスを、約４１２ｋＰａで石英管に導入した。ガスを、２０００ｓｃｃｍで約６時間、クーポン上に流した。下記の表６に示される通り、約５３６℃〜約７９４℃の間の温度で、１２個のクーポンのうち７個の上に、固体炭素が形成した。試験後、固体炭素をクーポンのいくつかから物理的に取り、表６に示される通り、ＢＥＴ比表面積に関して試験した。試験中に、約７．３８グラムの水をガスから収集した。
（表６）１３．０％Ｈ２、１５．２％ＣＯ、１３．０％ＣＯ２、５５．８％ＣＨ４、および２．９３％Ａｒからの固体炭素形成
Figure 0006242858
実施例７
１２個の鋼クーポンを、上に説明される通り石英管内に配置した。約１５．２％Ｈ２、１３．０％ＣＯ、８．７％ＣＯ２、５９．９％ＣＨ４、および３．１５％Ａｒを含有する反応ガスを、約４１２ｋＰａで石英管に導入した。ガスを、２０００ｓｃｃｍで約６時間、クーポン上に流した。下記の表７に示される通り、約５２３℃〜約７８９℃の間の温度で、１２個のクーポンのうち１０個の上に固体炭素が形成した。試験後、固体炭素をクーポンのいくつかから物理的に取り、表７に示される通り、ＢＥＴ比表面積に関して試験した。試験中に、約９．５９グラムの水をガスから収集した。
（表７）１５．２％Ｈ２、１３．０％ＣＯ、８．７％ＣＯ２、５９．９％ＣＨ４、および３．１５％Ａｒからの固体炭素形成
Figure 0006242858
予想実施例８
メタンガスを、中にスチールウールを含有する約６８０℃に維持したセラミック材料で裏打ちした第１の管状炉の中で、二酸化炭素ガスと１．２：１の比で混合する。メタンガスは、スチールウールの存在下で二酸化炭素ガスと反応して、単層カーボンナノチューブと、二酸化炭素、一酸化炭素、メタン、水、および水素の残留ガス混合物とを形成する。残留ガス混合物を、約５０℃で動作する凝縮器へ入れて、残留ガス混合物から液体の水を除去する。乾燥させた残留ガス混合物を、中にスチールウールを含有する約６８０℃に維持したセラミック材料で裏打ちした第２の管状炉の中へ入れる。乾燥させた反応ガス混合物中の二酸化炭素、一酸化炭素、メタン、および水素は、スチールウールの存在下で反応して、単層カーボンナノチューブと、水、メタン、および水素のテールガス混合物とを形成する。カーボンナノチューブが、スチールウールの表面上に集まる。侵入するテールガス混合物を、予備濃縮器へ再循環させる。
プロセスが一定時間進行した後、ガスの流れを停止し、炉および凝縮器を室温に冷却し、システムを不活性ガスでパージする。スチールウールを第２の管状炉から取り出し、カーボンナノチューブを、スチールウールから物理的に取る。カーボンナノチューブ上の残りの金属を、酸で洗浄することによって除去する。
予想実施例９
エタンガスを、中にスチールウールを含有する約６８０℃に維持したセラミック材料で裏打ちした第１の管状炉の中で、二酸化炭素ガスと１：１の比で混合する。エタンガスは、スチールウールの存在下で二酸化炭素ガスと反応して、単層カーボンナノチューブと、二酸化炭素、一酸化炭素、エタン、メタン、水、および水素の残留ガス混合物とを形成する。残留ガス混合物を、約５０℃で動作する凝縮器へ入れて、残留ガス混合物から液体の水を除去する。乾燥させた残留ガス混合物を、中にスチールウールを含有する約６８０℃に維持したセラミック材料で裏打ちした第２の管状炉の中へ入れる。乾燥させた反応ガス混合物中の二酸化炭素、一酸化炭素、エタン、メタン、および水素は、スチールウールの存在下で反応して、単層カーボンナノチューブと、水、エタン、メタン、および水素のテールガス混合物とを形成する。カーボンナノチューブが、スチールウールの表面上に集まる。侵入するテールガス混合物を、予備濃縮器へ再循環させる。
プロセスが一定時間進行した後、ガスの流れを停止し、炉および凝縮器を室温に冷却し、システムを不活性ガスでパージする。スチールウールを第２の管状炉から取り出し、カーボンナノチューブを、スチールウールから物理的に取る。カーボンナノチューブ上の残りの金属を、酸で洗浄することによって除去する。
予想実施例１０
水素ガスを、中にスチールウールを含有する約６８０℃に維持したセラミック材料で裏打ちした第１の管状炉の中で、二酸化炭素ガスと約２．１：１の比で混合する。水素ガスは、スチールウールの存在下で二酸化炭素ガスと反応して、単層カーボンナノチューブと、二酸化炭素、一酸化炭素、水、および水素の残留ガス混合物とを形成する。残留ガス混合物を、約５０℃で動作する凝縮器へ入れて、残留ガス混合物から液体の水を除去する。乾燥させた残留ガス混合物を、中にスチールウールを含有する約６８０℃に維持したセラミック材料で裏打ちした第２の管状炉の中へ入れる。乾燥させた反応ガス混合物中の二酸化炭素、一酸化炭素、および水素は、スチールウールの存在下で反応して、単層カーボンナノチューブと、水および水素のテールガス混合物とを形成する。カーボンナノチューブが、スチールウールの表面上に集まる。侵入するテールガス混合物を、予備濃縮器へ再循環させる。
プロセスが一定時間進行した後、ガスの流れを停止し、炉および凝縮器を室温に冷却し、システムを不活性ガスでパージする。スチールウールを第２の管状炉から取り出し、カーボンナノチューブを、スチールウールから物理的に取る。カーボンナノチューブ上の残りの金属を、酸で洗浄することによって除去する。
本開示は、従来の方法に比べていくつかの利点を有する。本方法の実施形態を説明してきたが、種々の修正および変更が、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、当業者によってなされることができる。

Claims (19)

  1. 酸化炭素含有ガスストリームから炭素を捕捉および隔離する方法であって、
    少なくとも１種の酸化炭素と少なくとも１種の還元剤とを含む反応ガスストリームを、触媒の存在下で、第１の触媒変換器に通過させて、前記少なくとも１種の酸化炭素の少なくとも一部分と前記少なくとも１種の還元剤の少なくとも一部分とを、第１の固体炭素生成物と、水蒸気を含む中間ガスストリームとに変換することと、
    前記第１の触媒変換器から前記第１の固体炭素生成物を取り出すことと、
    前記中間ガスストリームから水を除去して、乾燥した中間ガスストリームを形成することと、
    前記乾燥した中間ガスストリームを、第２の触媒変換器に通過させて、第２の固体炭素生成物とテールガスストリームとを形成することと、
    前記第２の固体炭素生成物を前記第２の触媒変換器から取り出すことと、
    前記テールガスストリームの少なくとも一部分を前記第１の触媒変換器に再循環させることと、を含み、
    該再循環させることは、
    前記テールガスストリームを、前記テールガスストリームから水を除去することなく酸化炭素濃縮器へ送ることと、
    前記水の少なくとも一部分と酸化炭素以外のガスの少なくとも一部分とを、前記酸化炭素濃縮器内で前記テールガスストリームから除去して、乾燥再循環ガスストリームを形成することと、
    前記乾燥再循環ガスストリームの少なくとも一部分を前記反応ガスストリームと混合することと、を含む、
    前記方法。
  2. 前記テールガスストリームの少なくとも一部分を前記第１の触媒変換器に再循環させることは、前記テールガスストリームを、機械冷凍の使用を伴わずに、前記第２の触媒変換器内で生成される水蒸気の少なくとも一部分の凝縮を引き起こすのに十分な圧力で再循環させることを含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記テールガスストリームの少なくとも一部分を前記第１の触媒変換器に再循環させることは、前記テールガスストリームを、酸化炭素濃縮器に通過させることを含む、請求項１に記載の方法。
  4. 前記テールガスストリームは、前記反応ガスストリームの未反応部分をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  5. 前記反応ガスストリームを、水素、アルカン、およびアルコール、またはそれらの混合物を含む還元ガスを含むように選択することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  6. 前記反応ガスストリームを、二酸化炭素を含む酸化炭素を含むように選択することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  7. 少なくとも１種の酸化炭素と少なくとも１種の還元剤とを含む前記反応ガスストリームを、触媒の存在下で、第１の触媒変換器に通過させることは、機械または電気エネルギーのさらなる投入を伴わずに、前記反応ガスストリームを前記触媒変換器を通して流すのに十分な圧力で、前記反応ガスストリームを導入することを含む、請求項１に記載の方法。
  8. 前記中間ガスストリームから水を除去することは、前記中間ガスストリームから水を凝縮して、０℃未満の露点を有する乾燥した中間ガスストリームを生成することを含む、請求項１に記載の方法。
  9. 少なくとも１種の酸化炭素と少なくとも１種の還元剤とを含む反応ガスストリームを、触媒の存在下で、第１の触媒変換器に通過させることは、前記反応ガスストリームを、ボッシュ反応のための反応触媒と４００℃を超える温度で接触させることを含む、請求項１に記載の方法。
  10. 少なくとも１種の酸化炭素と少なくとも１種の還元剤とを含む反応ガスストリームを、触媒の存在下で、第１の触媒変換器に通過させることは、グラファイト、グラフェン、カーボンブラック、煤、繊維状炭素、バックミンスターフラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンプレートレット、およびナノダイヤモンドからなる群から選択される少なくとも１つの物質を形成することを含む、請求項１に記載の方法。
  11. 前記反応ガスストリームを前記第１の触媒変換器に通過させる前に、前記反応ガスストリームの少なくとも一部分を、前記少なくとも１種の酸化炭素の濃度を増大させるように供給源ガスストリームを濃縮することによって、該供給源ガスストリームから分離することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  12. 前記供給源ガスストリームを濃縮することは、不活性ガスおよび炭化水素のうちの少なくとも１つを含む放出ガスを形成することを含む、請求項１１に記載の方法。
  13. 少なくとも１種の酸化炭素と少なくとも１種の還元剤とを含む反応ガスストリームを、触媒の存在下で、第１の触媒変換器に通過させることは、前記反応ガスストリームを、元素周期表の５族〜１０族の元素、ランタニド、アクチニド、そのような元素の金属合金、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される触媒材料に曝露することを含む、請求項１に記載の方法。
  14. 前記触媒材料は、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｗ、Ｖ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｍｎ、およびＭｏのうちの少なくとも１つを含む、請求項１３に記載の方法。
  15. 前記触媒材料は、鋼、鋳鉄、または白鋳鉄のうちの少なくとも１つを含む、請求項１３に記載の方法。
  16. 前記触媒材料は、ショット、グリット、または粉末のうちの少なくとも１つの粒子を含む、請求項１３に記載の方法。
  17. 前記触媒材料は、プレート、シート、または箔のうちの少なくとも１つの形態の材料を含む、請求項１３に記載の方法。
  18. 前記触媒材料は、繊維を含む、請求項１３に記載の方法。
  19. 前記触媒材料は、スチールウールまたは刻まれたスチールウールを含む、請求項１８に記載の方法。
JP2015506979A 2012-04-16 2013-03-15 炭素を捕捉および隔離するため、ならびに廃ガスストリーム中の酸化炭素の質量を低減するための方法およびシステム Active JP6242858B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261624462P 2012-04-16 2012-04-16
US61/624,462 2012-04-16
PCT/US2013/000081 WO2013158161A1 (en) 2012-04-16 2013-03-15 Methods and systems for capturing and sequestering carbon and for reducing the mass of carbon oxides in a waste gas stream

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015514670A JP2015514670A (ja) 2015-05-21
JP6242858B2 true JP6242858B2 (ja) 2017-12-06

Family

ID=49383901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015506979A Active JP6242858B2 (ja) 2012-04-16 2013-03-15 炭素を捕捉および隔離するため、ならびに廃ガスストリーム中の酸化炭素の質量を低減するための方法およびシステム

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9221685B2 (ja)
EP (1) EP2838838A4 (ja)
JP (1) JP6242858B2 (ja)
CN (1) CN104302576B (ja)
MX (1) MX354526B (ja)
WO (1) WO2013158161A1 (ja)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2011010864A (es) 2009-04-17 2011-11-01 Seerstone Llc Metodo para la produccion de carbono solido mediante la reduccion de oxidos de carbono.
US10106401B1 (en) * 2009-09-09 2018-10-23 Eli Michael Rabani Convergent nanofabrication and nanoassembly methods, means and applications thereof, products and systems therefrom including methods and means for conversion of pollutants to useful products
EP2838837A4 (en) 2012-04-16 2015-12-23 Seerstone Llc METHODS AND STRUCTURES FOR REDUCING CARBON OXIDES WITH NON-FERROUS CATALYSTS
NO2749379T3 (ja) 2012-04-16 2018-07-28
US9090472B2 (en) 2012-04-16 2015-07-28 Seerstone Llc Methods for producing solid carbon by reducing carbon dioxide
EP2838844A4 (en) 2012-04-16 2015-10-28 Seerstone Llc METHOD FOR TREATING A GAS CLEARANCE CONTAINING CARBON OXIDES
US9221685B2 (en) 2012-04-16 2015-12-29 Seerstone Llc Methods of capturing and sequestering carbon
US9896341B2 (en) 2012-04-23 2018-02-20 Seerstone Llc Methods of forming carbon nanotubes having a bimodal size distribution
WO2013162650A1 (en) 2012-04-23 2013-10-31 Seerstone Llc Carbon nanotubes having a bimodal size distribution
WO2014011631A1 (en) 2012-07-12 2014-01-16 Seerstone Llc Solid carbon products comprising carbon nanotubes and methods of forming same
US10815124B2 (en) 2012-07-12 2020-10-27 Seerstone Llc Solid carbon products comprising carbon nanotubes and methods of forming same
WO2014011206A1 (en) 2012-07-13 2014-01-16 Seerstone Llc Methods and systems for forming ammonia and solid carbon products
US9779845B2 (en) 2012-07-18 2017-10-03 Seerstone Llc Primary voltaic sources including nanofiber Schottky barrier arrays and methods of forming same
JP6389824B2 (ja) 2012-11-29 2018-09-12 シーアストーン リミテッド ライアビリティ カンパニー 固体炭素材料を製造するための反応器および方法
US9783416B2 (en) 2013-03-15 2017-10-10 Seerstone Llc Methods of producing hydrogen and solid carbon
WO2014151144A1 (en) 2013-03-15 2014-09-25 Seerstone Llc Carbon oxide reduction with intermetallic and carbide catalysts
WO2014151138A1 (en) 2013-03-15 2014-09-25 Seerstone Llc Reactors, systems, and methods for forming solid products
US10115844B2 (en) 2013-03-15 2018-10-30 Seerstone Llc Electrodes comprising nanostructured carbon
US9586823B2 (en) 2013-03-15 2017-03-07 Seerstone Llc Systems for producing solid carbon by reducing carbon oxides
US11130678B2 (en) * 2016-07-20 2021-09-28 Paul H. Matter Carbon formation reactor and method of using same
WO2018022999A1 (en) 2016-07-28 2018-02-01 Seerstone Llc. Solid carbon products comprising compressed carbon nanotubes in a container and methods of forming same
US10995000B2 (en) 2016-10-19 2021-05-04 Vanderbilt University Nanostructured carbon materials and methods of making and use thereof
CN107132161A (zh) * 2017-06-15 2017-09-05 浙江大学 一种新型便携式柴油车尾气颗粒物道路检测装置及方法
CN113573802A (zh) * 2018-12-21 2021-10-29 佩福曼斯纳米碳股份有限公司 碳材料通过气液传质的原位生产和功能化及其用途
US11655154B2 (en) * 2019-04-04 2023-05-23 Cvmr Energy Metals Inc. Processes for converting carbon dioxide
EP4155263A1 (en) * 2020-05-19 2023-03-29 National University Corporation Shizuoka University Reaction system, method for collecting solid carbon, method for producing gas containing hydrogen, catalyst set, and catalyst for solid carbon collection
WO2023077243A1 (en) * 2021-11-05 2023-05-11 Socpra Sciences Et Genie S.E.C. Process for direct conversion of flue gas in low-carbon fuels and iron-based catalysts to carry out same
US11865494B2 (en) * 2021-11-22 2024-01-09 Next Carbon Solutions, Llc Devices, systems, facilities and processes for bio fermentation based facilities
CN114876612B (zh) * 2022-04-02 2023-06-13 武汉理工大学 发动机的尾气分级回收和循环转化系统
US11548782B1 (en) 2022-06-28 2023-01-10 Halliburton Energy Services, Inc. Using converted hydrogen and solid carbon from captured methane to power wellbore equipment

Family Cites Families (361)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3172774A (en) 1965-03-09 Method of forming composite graphite coated article
US1478730A (en) 1922-03-09 1923-12-25 Roy H Brownlee Special carbon black
US1746464A (en) 1925-07-21 1930-02-11 Fischer Franz Process for the production of paraffin-hydrocarbons with more than one carbon atom
US1735925A (en) 1925-08-28 1929-11-19 Selden Co Process of producing reduction products of carbon dioxide
US1964744A (en) 1930-02-20 1934-07-03 William W Odell Process of making carbon black
US2429980A (en) 1942-11-27 1947-11-04 Lion Oil Co Process of conducting chemical reactions
US2440424A (en) 1944-05-04 1948-04-27 Columbian Carbon Manufacture of carbon black
US2404869A (en) 1945-05-10 1946-07-30 Oceanic Tank Proc Corp Vacuum pumping system
US2811653A (en) 1953-05-22 1957-10-29 Rca Corp Semiconductor devices
US3094634A (en) 1953-06-30 1963-06-18 Rca Corp Radioactive batteries
US2837666A (en) 1953-07-24 1958-06-03 Ernest G Linder Radioactive voltage source employing a gaseous dielectric medium
US2745973A (en) 1953-11-02 1956-05-15 Rca Corp Radioactive battery employing intrinsic semiconductor
US2800616A (en) 1954-04-14 1957-07-23 Gen Electric Low voltage electrolytic capacitor
US2976433A (en) 1954-05-26 1961-03-21 Rca Corp Radioactive battery employing semiconductors
US2796331A (en) 1954-06-09 1957-06-18 Pittsburgh Coke & Chemical Co Process for making fibrous carbon
US2819414A (en) 1954-08-02 1958-01-07 Rca Corp Radioactive battery employing stacked semi-conducting devices
US3249830A (en) 1962-01-09 1966-05-03 Electro Organics Inc Organic semi-conductor materials and contact rectifier employing the same
US3378345A (en) 1965-03-22 1968-04-16 Union Carbide Corp Process for producing pyrolytic graphite whiskers
US3488394A (en) 1966-05-11 1970-01-06 Fmc Corp Oxidation of olefinic compounds to glycols
US3634999A (en) 1970-04-08 1972-01-18 Allied Chem Method for recovering dust produced in sodium carbonate manufacture
US3714474A (en) 1970-10-07 1973-01-30 Ecc Corp Electron-voltaic effect device
US4126000A (en) 1972-05-12 1978-11-21 Funk Harald F System for treating and recovering energy from exhaust gases
US4200554A (en) 1974-04-25 1980-04-29 E. I. Du Pont De Nemours & Company Barium- and ruthenium-containing perovskite catalysts
US3905748A (en) 1974-06-24 1975-09-16 Robertshaw Controls Co Primary control system for furnaces
US4024420A (en) 1975-06-27 1977-05-17 General Electric Company Deep diode atomic battery
US4197281A (en) 1975-12-17 1980-04-08 Texaco Development Corporation Production of ammonia synthesis gas from solid carbonaceous fuels
US5122332A (en) 1977-04-13 1992-06-16 Virginia Russell Protecting organisms and the environment from harmful radiation by controlling such radiation and safely disposing of its energy
US4710483A (en) 1977-07-21 1987-12-01 Trw Inc. Novel carbonaceous material and process for producing a high BTU gas from this material
US4900368A (en) 1984-03-12 1990-02-13 Brotz Gregory R Foamed energy cell
US4628143A (en) 1984-03-12 1986-12-09 Brotz Gregory R Foamed nuclear cell
US4746458A (en) 1984-03-12 1988-05-24 Brotz Gregory R Photovoltaic material
US5165909A (en) 1984-12-06 1992-11-24 Hyperion Catalysis Int'l., Inc. Carbon fibrils and method for producing same
US5707916A (en) 1984-12-06 1998-01-13 Hyperion Catalysis International, Inc. Carbon fibrils
US4663230A (en) 1984-12-06 1987-05-05 Hyperion Catalysis International, Inc. Carbon fibrils, method for producing same and compositions containing same
US6375917B1 (en) 1984-12-06 2002-04-23 Hyperion Catalysis International, Inc. Apparatus for the production of carbon fibrils by catalysis and methods thereof
US4602477A (en) 1985-06-05 1986-07-29 Air Products And Chemicals, Inc. Membrane-aided distillation for carbon dioxide and hydrocarbon separation
US4727207A (en) 1986-07-02 1988-02-23 Standard Oil Company Process for converting methane and/or natural gas to more readily transportable materials
US4725346A (en) 1986-07-25 1988-02-16 Ceramatec, Inc. Electrolyte assembly for oxygen generating device and electrodes therefor
JPS63159210A (ja) * 1986-08-22 1988-07-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 炭酸ガスの分解方法
WO1990007797A1 (en) 1988-12-29 1990-07-12 Cota Albert O A self-sustaining power module
US5008579A (en) 1989-03-03 1991-04-16 E. F. Johnson Co. Light emitting polymer electrical energy source
ZA907803B (en) 1989-09-28 1991-07-31 Hyperion Catalysis Int Electrochemical cells and preparing carbon fibrils
DE3937558C2 (de) 1989-11-11 1997-02-13 Leybold Ag Katodenzerstäubungsvorrichtung
US5149584A (en) 1990-10-23 1992-09-22 Baker R Terry K Carbon fiber structures having improved interlaminar properties
US5413866A (en) 1990-10-23 1995-05-09 Baker; R. Terry K. High performance carbon filament structures
US5133190A (en) 1991-01-25 1992-07-28 Abdelmalek Fawzy T Method and apparatus for flue gas cleaning by separation and liquefaction of sulfur dioxide and carbon dioxide
US5260621A (en) 1991-03-18 1993-11-09 Spire Corporation High energy density nuclide-emitter, voltaic-junction battery
FR2679382B1 (fr) 1991-07-15 1996-12-13 Accumulateurs Fixes Generateur electrochimique de forte energie massique specifique.
JP2687794B2 (ja) 1991-10-31 1997-12-08 日本電気株式会社 円筒状構造をもつ黒鉛繊維
US20020085974A1 (en) 1992-01-15 2002-07-04 Hyperion Catalysis International, Inc. Surface treatment of carbon microfibers
US5624542A (en) 1992-05-11 1997-04-29 Gas Research Institute Enhancement of mechanical properties of ceramic membranes and solid electrolytes
BR9306385A (pt) 1992-05-22 1995-09-12 Hyperion Catalysis Int Métodos e catalisadores aperfeiçoados para a fabricação de fibrilas de carbono
US5569635A (en) 1994-05-22 1996-10-29 Hyperion Catalysts, Int'l., Inc. Catalyst supports, supported catalysts and methods of making and using the same
US6159892A (en) 1992-05-22 2000-12-12 Hyperion Catalysis International, Inc. Catalyst supports, supported catalysts and methods of making and using the same
US5531424A (en) 1993-04-19 1996-07-02 Fior De Venezuela Fluidized bed direct reduction plant
IL109497A (en) 1993-05-05 1998-02-22 Hyperion Catalysis Int Three-dimensional macroscopic clusters of randomly arranged charcoal fibrils and products containing these
US5641466A (en) 1993-06-03 1997-06-24 Nec Corporation Method of purifying carbon nanotubes
US5396141A (en) 1993-07-30 1995-03-07 Texas Instruments Incorporated Radioisotope power cells
DE4338555C1 (de) 1993-11-08 1995-04-13 Mannesmann Ag Gleichstrom-Lichtbogenofen
JP3298735B2 (ja) 1994-04-28 2002-07-08 科学技術振興事業団 フラーレン複合体
US5572544A (en) 1994-07-21 1996-11-05 Praxair Technology, Inc. Electric arc furnace post combustion method
US20040202603A1 (en) 1994-12-08 2004-10-14 Hyperion Catalysis International, Inc. Functionalized nanotubes
US6203814B1 (en) 1994-12-08 2001-03-20 Hyperion Catalysis International, Inc. Method of making functionalized nanotubes
US5780101A (en) 1995-02-17 1998-07-14 Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Method for producing encapsulated nanoparticles and carbon nanotubes using catalytic disproportionation of carbon monoxide
US5910238A (en) 1995-06-01 1999-06-08 Technology Management, Inc. Microspheres for combined oxygen separation, storage and delivery
US6183714B1 (en) 1995-09-08 2001-02-06 Rice University Method of making ropes of single-wall carbon nanotubes
US5859484A (en) 1995-11-30 1999-01-12 Ontario Hydro Radioisotope-powered semiconductor battery
US6099965A (en) 1996-05-15 2000-08-08 Hyperion Catalysis International, Inc. Rigid porous carbon structures, methods of making, methods of using and products containing same
WO1998005920A1 (en) 1996-08-08 1998-02-12 William Marsh Rice University Macroscopically manipulable nanoscale devices made from nanotube assemblies
US5997832A (en) 1997-03-07 1999-12-07 President And Fellows Of Harvard College Preparation of carbide nanorods
US6683783B1 (en) 1997-03-07 2004-01-27 William Marsh Rice University Carbon fibers formed from single-wall carbon nanotubes
US6221330B1 (en) 1997-08-04 2001-04-24 Hyperion Catalysis International Inc. Process for producing single wall nanotubes using unsupported metal catalysts
JP3415038B2 (ja) 1998-03-25 2003-06-09 株式会社島津製作所 カーボンの製造方法
KR100277881B1 (ko) 1998-06-16 2001-02-01 김영환 트랜지스터
US6262129B1 (en) 1998-07-31 2001-07-17 International Business Machines Corporation Method for producing nanoparticles of transition metals
US6346189B1 (en) 1998-08-14 2002-02-12 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Carbon nanotube structures made using catalyst islands
US6835366B1 (en) 1998-09-18 2004-12-28 William Marsh Rice University Chemical derivatization of single-wall carbon nanotubes to facilitate solvation thereof, and use of derivatized nanotubes
US7125534B1 (en) 1998-09-18 2006-10-24 William Marsh Rice University Catalytic growth of single- and double-wall carbon nanotubes from metal particles
US6692717B1 (en) 1999-09-17 2004-02-17 William Marsh Rice University Catalytic growth of single-wall carbon nanotubes from metal particles
AU6044599A (en) 1998-09-18 2000-04-10 William Marsh Rice University Chemical derivatization of single-wall carbon nanotubes to facilitate solvation thereof; and use of derivatized nanotubes
JP3248514B2 (ja) 1998-10-29 2002-01-21 日本鋼管株式会社 排出炭酸ガスの削減方法
WO2000026138A1 (en) 1998-11-03 2000-05-11 William Marsh Rice University Gas-phase nucleation and growth of single-wall carbon nanotubes from high pressure co
US6232706B1 (en) 1998-11-12 2001-05-15 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Self-oriented bundles of carbon nanotubes and method of making same
ATE317876T1 (de) 1998-12-04 2006-03-15 Cabot Corp Verfahren zur herstellung von ofenruss
US6239057B1 (en) 1999-01-15 2001-05-29 Uop Llc Catalyst for the conversion of low carbon number aliphatic hydrocarbons to higher carbon number hydrocarbons, process for preparing the catalyst and process using the catalyst
US6518218B1 (en) 1999-03-31 2003-02-11 General Electric Company Catalyst system for producing carbon fibrils
US6333016B1 (en) 1999-06-02 2001-12-25 The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma Method of producing carbon nanotubes
US20030091496A1 (en) 2001-07-23 2003-05-15 Resasco Daniel E. Method and catalyst for producing single walled carbon nanotubes
US6361861B2 (en) 1999-06-14 2002-03-26 Battelle Memorial Institute Carbon nanotubes on a substrate
MXPA02000576A (es) 1999-07-21 2002-08-30 Hyperion Catalysis Int Metodos para oxidar nanotubos de carbono de paredes multiples.
US6254662B1 (en) 1999-07-26 2001-07-03 International Business Machines Corporation Chemical synthesis of monodisperse and magnetic alloy nanocrystal containing thin films
JP2001046864A (ja) * 1999-08-06 2001-02-20 Shimadzu Corp 二酸化炭素固定化装置
CN100366528C (zh) 1999-10-27 2008-02-06 威廉马歇莱思大学 碳质毫微管的宏观有序集合体
JP2001187334A (ja) * 1999-12-28 2001-07-10 Shimadzu Corp 二酸化炭素固定化装置
US6919064B2 (en) 2000-06-02 2005-07-19 The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma Process and apparatus for producing single-walled carbon nanotubes
US6413487B1 (en) 2000-06-02 2002-07-02 The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma Method and apparatus for producing carbon nanotubes
WO2002018671A1 (en) 2000-08-29 2002-03-07 Hitco Carbon Composites, Inc. Substantially pure bulk pyrocarbon and methods of preparation
US20020054849A1 (en) 2000-09-08 2002-05-09 Baker R. Terry K. Crystalline graphite nanofibers and a process for producing same
KR100382879B1 (ko) 2000-09-22 2003-05-09 일진나노텍 주식회사 탄소 나노튜브 합성 방법 및 이에 이용되는 탄소 나노튜브합성장치.
AU2001296535A1 (en) 2000-10-05 2002-04-15 Robert Cammarata High performance nanostructured materials and methods of making the same
ATE479630T1 (de) 2000-10-06 2010-09-15 Mat & Electrochem Res Corp Doppelwandige kohlenstoffnanoröhren und verfahren zur herstellung, sowie anwendungen
US6855301B1 (en) 2000-10-20 2005-02-15 The Ohio State University Synthesis method for producing carbon clusters and structured carbon clusters produced thereby
CN100457609C (zh) 2000-11-13 2009-02-04 国际商业机器公司 单壁碳纳米管的制造方法及应用
US20020102193A1 (en) 2001-01-31 2002-08-01 William Marsh Rice University Process utilizing two zones for making single-wall carbon nanotubes
US7052668B2 (en) 2001-01-31 2006-05-30 William Marsh Rice University Process utilizing seeds for making single-wall carbon nanotubes
US6913789B2 (en) 2001-01-31 2005-07-05 William Marsh Rice University Process utilizing pre-formed cluster catalysts for making single-wall carbon nanotubes
US20020172767A1 (en) 2001-04-05 2002-11-21 Leonid Grigorian Chemical vapor deposition growth of single-wall carbon nanotubes
GB0111875D0 (en) 2001-05-15 2001-07-04 Univ Cambridge Tech Synthesis of nanoscaled carbon materials
WO2002095097A1 (en) 2001-05-21 2002-11-28 Trustees Of Boston College, The Varied morphology carbon nanotubes and methods for their manufacture
CN1141250C (zh) 2001-05-25 2004-03-10 清华大学 一种流化床连续化制备碳纳米管的方法及其反应装置
US20090286675A1 (en) 2001-05-25 2009-11-19 Tsinghua University Continuous mass production of carbon nanotubes in a nano-agglomerate fluidized-bed and the reactor
US20050100499A1 (en) 2001-06-25 2005-05-12 Asao Oya Carbon nanotube and process for producing the same
FR2826646B1 (fr) 2001-06-28 2004-05-21 Toulouse Inst Nat Polytech Procede de fabrication selective de nanotubes de carbone ordonne en lit fluidise
GB0120366D0 (en) 2001-08-22 2001-10-17 Johnson Matthey Plc Nanostructure synthesis
US20030059364A1 (en) 2001-09-21 2003-03-27 Oleg Prilutskiy Method for poduction of nanostructures
KR100867281B1 (ko) 2001-10-12 2008-11-06 재단법인서울대학교산학협력재단 크기분리 과정 없이 균일하고 결정성이 우수한 금속,합금, 금속 산화물, 및 복합금속 산화물 나노입자를제조하는 방법
SG126710A1 (en) 2001-10-31 2006-11-29 Univ Singapore Carbon nanotubes fabrication and hydrogen production
US7138100B2 (en) 2001-11-21 2006-11-21 William Marsh Rice Univesity Process for making single-wall carbon nanotubes utilizing refractory particles
EP2402286A3 (en) 2001-11-28 2013-12-25 Toray Industries, Inc. Method for manufacturing hollow nanofiber, hollow nanofiber and catalyst composition for manufacturing hollow nanofiber
US6713519B2 (en) 2001-12-21 2004-03-30 Battelle Memorial Institute Carbon nanotube-containing catalysts, methods of making, and reactions catalyzed over nanotube catalysts
AU2002357360A1 (en) 2001-12-28 2003-07-24 The Penn State Research Foundation Method for low temperature synthesis of single wall carbon nanotubes
US6958572B2 (en) 2002-02-06 2005-10-25 Ut-Battelle Llc Controlled non-normal alignment of catalytically grown nanostructures in a large-scale synthesis process
US8128900B2 (en) 2002-02-13 2012-03-06 Toudai Tlo, Ltd. Process for producing single-walled carbon nanotube, single-walled carbon nanotube, and composition containing single-walled carbon nanotube
US7390920B2 (en) 2002-02-14 2008-06-24 Monsanto Technology Llc Oxidation catalyst and process
CN1176014C (zh) 2002-02-22 2004-11-17 清华大学 一种直接合成超长连续单壁碳纳米管的工艺方法
CA2374848A1 (en) 2002-03-06 2003-09-06 Centre National De La Recherche Scientifique A process for the mass production of multiwalled carbon nanotubes
KR100598751B1 (ko) 2002-03-15 2006-07-11 오사까 가스 가부시키가이샤 철-탄소 복합체, 이 철-탄소 복합체를 포함하는 탄소질재료 및 그의 제조 방법
US6899945B2 (en) 2002-03-19 2005-05-31 William Marsh Rice University Entangled single-wall carbon nanotube solid material and methods for making same
US7135160B2 (en) 2002-04-02 2006-11-14 Carbon Nanotechnologies, Inc. Spheroidal aggregates comprising single-wall carbon nanotubes and method for making the same
US6946410B2 (en) 2002-04-05 2005-09-20 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method for providing nano-structures of uniform length
US20060165988A1 (en) 2002-04-09 2006-07-27 Yet-Ming Chiang Carbon nanoparticles and composite particles and process of manufacture
US6962685B2 (en) 2002-04-17 2005-11-08 International Business Machines Corporation Synthesis of magnetite nanoparticles and the process of forming Fe-based nanomaterials
GB0211789D0 (en) 2002-05-22 2002-07-03 Statoil Asa Process
US6905544B2 (en) 2002-06-26 2005-06-14 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Manufacturing method for a carbon nanomaterial, a manufacturing apparatus for a carbon nanomaterial, and manufacturing facility for a carbon nanomaterial
US6855593B2 (en) 2002-07-11 2005-02-15 International Rectifier Corporation Trench Schottky barrier diode
US7459137B2 (en) 2002-07-16 2008-12-02 William Marsh Rice University Process for functionalizing carbon nanotubes under solvent-free conditions
GB0216654D0 (en) 2002-07-17 2002-08-28 Univ Cambridge Tech CVD Synthesis of carbon nanoutubes
US7250148B2 (en) 2002-07-31 2007-07-31 Carbon Nanotechnologies, Inc. Method for making single-wall carbon nanotubes using supported catalysts
US20040053440A1 (en) 2002-08-21 2004-03-18 First Nano, Inc. Method and apparatus of carbon nanotube fabrication
CN100411979C (zh) 2002-09-16 2008-08-20 清华大学 一种碳纳米管绳及其制造方法
CN1248959C (zh) 2002-09-17 2006-04-05 清华大学 一种碳纳米管阵列生长方法
CA2502943A1 (en) 2002-10-22 2004-05-06 Danny Marshal Day The production and use of a soil amendment made by the combined production of hydrogen, sequestered carbon and utilizing off gases containing carbon dioxide
JP3829789B2 (ja) 2002-10-22 2006-10-04 トヨタ自動車株式会社 多重管カーボンナノチューブ製造方法
AU2003275720A1 (en) 2002-10-28 2004-05-13 Bussan Nanotech Reserch Institute Inc. Method and apparatus for heat treatment of powder of fine carbon fiber
AU2003294286A1 (en) 2002-11-14 2004-06-15 Catalytic Materials, Llc Novel graphite nanocatalysts
JP2006505483A (ja) * 2002-11-26 2006-02-16 カーボン ナノテクノロジーズ インコーポレーテッド カーボンナノチューブ微粒子、組成物及びその使用法
CN1290763C (zh) 2002-11-29 2006-12-20 清华大学 一种生产碳纳米管的方法
AU2003300816A1 (en) 2002-12-06 2004-06-30 The Penn State Research Foundation Synthesis of coiled carbon nanotubes by microwave chemical vapor deposition
US20040222080A1 (en) 2002-12-17 2004-11-11 William Marsh Rice University Use of microwaves to crosslink carbon nanotubes to facilitate modification
CN100473601C (zh) 2003-01-23 2009-04-01 佳能株式会社 制造纳米碳材料的方法
JP3913181B2 (ja) 2003-02-06 2007-05-09 三菱重工業株式会社 カーボンナノファイバの製造方法及び製造装置
US7094679B1 (en) 2003-03-11 2006-08-22 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Carbon nanotube interconnect
CN1286716C (zh) 2003-03-19 2006-11-29 清华大学 一种生长碳纳米管的方法
DE10312494A1 (de) * 2003-03-20 2004-10-07 Association pour la Recherche et le Développement des Méthodes et Processus Industriels (Armines) Kohlenstoff-Nanostrukturen und Verfahren zur Herstellung von Nanoröhren, Nanofasern und Nanostrukturen auf Kohlenstoff-Basis
CN100506691C (zh) 2003-03-24 2009-07-01 独立行政法人科学技术振兴机构 碳纳米结构体的高效率合成方法及装置
US20080008760A1 (en) 2003-04-14 2008-01-10 Alberto Bianco Functionalized carbon nanotubes, a process for preparing the same and their use in medicinal chemistry
US20060199770A1 (en) 2003-04-14 2006-09-07 Alberto Bianco Functionalized carbon nanotubes, a process for preparing the same and their use in medicinal chemistry
US7132062B1 (en) 2003-04-15 2006-11-07 Plasticolors, Inc. Electrically conductive additive system and method of making same
JP4413046B2 (ja) 2003-04-25 2010-02-10 昭和電工株式会社 気相法炭素繊維の製造方法
JP4379002B2 (ja) 2003-05-30 2009-12-09 富士ゼロックス株式会社 カーボンナノチューブデバイスの製造方法、並びに、カーボンナノチューブ転写体
US7169329B2 (en) 2003-07-07 2007-01-30 The Research Foundation Of State University Of New York Carbon nanotube adducts and methods of making the same
US20050025695A1 (en) 2003-07-28 2005-02-03 Bhabendra Pradhan Catalyst and process to produce nanocarbon materials in high yield and at high selectivity at reduced reaction temperatures
EP1663863A2 (en) 2003-07-29 2006-06-07 William Marsh Rice University Selective functionalization of carbon nanotubes
EP2460586A3 (en) 2003-08-14 2012-11-14 Monsanto Technology LLC Process for oxidation of N-(phosphonomethyl)iminodiacetic acid or salt thereof
KR100537512B1 (ko) 2003-09-01 2005-12-19 삼성에스디아이 주식회사 카본나노튜브구조체 및 이의 제조방법 그리고 이를 응용한전계방출소자 및 표시장치
US7780747B2 (en) 2003-10-14 2010-08-24 Advanced Technology Materials, Inc. Apparatus and method for hydrogen generation from gaseous hydride
DE60333874D1 (de) 2003-11-21 2010-09-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Kohlenstoffnanofaserstab und faserförmiger nanokohlenstoff sowie verfahren und vorrichtung zur herstellung von faserförmigem nanokohlenstoff
GB0327169D0 (en) 2003-11-21 2003-12-24 Statoil Asa Method
WO2006003482A2 (en) 2003-12-03 2006-01-12 Honda Motor Co., Ltd. Method for separating nanotube containing carbonaceous material using cyclones
US7981396B2 (en) 2003-12-03 2011-07-19 Honda Motor Co., Ltd. Methods for production of carbon nanostructures
US7300642B1 (en) 2003-12-03 2007-11-27 Rentech, Inc. Process for the production of ammonia and Fischer-Tropsch liquids
US7374793B2 (en) 2003-12-11 2008-05-20 International Business Machines Corporation Methods and structures for promoting stable synthesis of carbon nanotubes
US20050147746A1 (en) 2003-12-30 2005-07-07 Dubin Valery M. Nanotube growth and device formation
US20050276743A1 (en) 2004-01-13 2005-12-15 Jeff Lacombe Method for fabrication of porous metal templates and growth of carbon nanotubes and utilization thereof
AU2005230961B2 (en) 2004-01-15 2010-11-11 Nanocomp Technologies, Inc. Systems and methods for synthesis of extended length nanostructures
US20070189953A1 (en) 2004-01-30 2007-08-16 Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) Method for obtaining carbon nanotubes on supports and composites comprising same
FI121334B (fi) 2004-03-09 2010-10-15 Canatu Oy Menetelmä ja laitteisto hiilinanoputkien valmistamiseksi
US20070280876A1 (en) 2004-03-25 2007-12-06 William Marsh Rice University Functionalization of Carbon Nanotubes in Acidic Media
US7867639B2 (en) 2004-03-31 2011-01-11 Rochester Institute Of Technology Alpha voltaic batteries and methods thereof
US7740825B2 (en) 2004-03-31 2010-06-22 Stella Chemifa Corporation Method for forming a carbon nanotube aggregate
US7794690B2 (en) * 2004-04-06 2010-09-14 Socpra Sciences Et Genie S.E.C. Carbon sequestration and dry reforming process and catalysts to produce same
US20070253886A1 (en) 2004-04-06 2007-11-01 Universite De Sherbrooke Carbon sequestration and dry reforming process and catalysts to produce same
EP1589131A1 (en) 2004-04-21 2005-10-26 Stichting Voor De Technische Wetenschappen Carbon nanofibre composites, preparation and use
JP4379247B2 (ja) 2004-04-23 2009-12-09 住友電気工業株式会社 カーボンナノ構造体の製造方法
KR20050104840A (ko) 2004-04-29 2005-11-03 삼성에스디아이 주식회사 카본나노튜브, 이를 포함한 전자 방출원 및 이를 구비한전자 방출 소자
US7365289B2 (en) 2004-05-18 2008-04-29 The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services Production of nanostructures by curie point induction heating
US7473873B2 (en) 2004-05-18 2009-01-06 The Board Of Trustees Of The University Of Arkansas Apparatus and methods for synthesis of large size batches of carbon nanostructures
US20110024697A1 (en) 2004-05-18 2011-02-03 Board Of Trustees Of The University Of Arkansas Methods of Producing Carbon Nanotubes and Applications of Same
EP1605265A1 (en) 2004-06-09 2005-12-14 Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) Non-covalent complexes comprising carbon nanotubes
FR2872150B1 (fr) 2004-06-23 2006-09-01 Toulouse Inst Nat Polytech Procede de fabrication selective de nanotubes de carbone ordonne
KR20070030282A (ko) 2004-06-23 2007-03-15 하이페리온 커탤리시스 인터내셔널 인코포레이티드 작용기 부착된 단일벽 탄소 나노튜브
US20080003182A1 (en) 2004-07-13 2008-01-03 Wilson Lon J Shortened Carbon Nanotubes
JP2006027949A (ja) * 2004-07-15 2006-02-02 Electric Power Dev Co Ltd 炭素酸化物含有ガスの利用方法
US7212147B2 (en) 2004-07-19 2007-05-01 Alan Ross Method of agile reduction of radar cross section using electromagnetic channelization
US20070207318A1 (en) 2004-07-21 2007-09-06 Sungho Jin Catalytically Grown Mano-Bent Nanostructure and Method for Making the Same
US8178203B2 (en) 2004-07-27 2012-05-15 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Aligned single-walled carbon nanotube aggregate, bulk aligned single-walled carbon nanotube aggregate, and powdered aligned single-walled carbon nanotube aggregate
US20100062229A1 (en) 2004-07-27 2010-03-11 Kenji Hata Aligned single-walled carbon nanotube aggregate, bulk aligned single-walled carbon nanotube aggregate, powdered aligned single-walled carbon nanotube aggregate, and production method thereof
JP4621896B2 (ja) 2004-07-27 2011-01-26 独立行政法人産業技術総合研究所 単層カーボンナノチューブおよびその製造方法
JP2006049435A (ja) 2004-08-02 2006-02-16 Sony Corp カーボンナノチューブ及びその配置方法と、これを用いた電界効果トランジスタとその製造方法及び半導体装置
JP4625980B2 (ja) 2004-08-16 2011-02-02 Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 ｆｃｃ構造を有する磁気記録媒体用合金粒子粉末の製造法
US20060078489A1 (en) 2004-09-09 2006-04-13 Avetik Harutyunyan Synthesis of small and narrow diameter distributed carbon single walled nanotubes
US20060225534A1 (en) 2004-10-13 2006-10-12 The Research Foundation Of State University Of New York Production of nickel nanoparticles from a nickel precursor via laser pyrolysis
US20070116631A1 (en) 2004-10-18 2007-05-24 The Regents Of The University Of California Arrays of long carbon nanotubes for fiber spinning
KR100730119B1 (ko) 2004-11-02 2007-06-19 삼성에스디아이 주식회사 1 이상의 개방부를 갖는 탄소 나노 구형 입자, 그제조방법, 상기 탄소 나노 구형 입자를 이용한 탄소 나노구형 입자 담지촉매 및 이를 채용한 연료전지
SG157390A1 (en) 2004-11-10 2009-12-29 Nikon Corp Carbon nanotube assembly and manufacturing method thereof
DE102004054959A1 (de) 2004-11-13 2006-05-18 Bayer Technology Services Gmbh Katalysator zur Herstellung von Kohlenstoffnanoröhrchen durch Zersetzung von gas-förmigen Kohlenverbindungen an einem heterogenen Katalysator
US7923403B2 (en) 2004-11-16 2011-04-12 Hyperion Catalysis International, Inc. Method for preparing catalysts supported on carbon nanotubes networks
CA2588134A1 (en) 2004-11-17 2006-06-22 Hyperion Catalysis International, Inc. Method for preparing catalyst supports and supported catalysts from single walled carbon nanotubes
US7719265B2 (en) 2004-11-17 2010-05-18 Honda Motor Co., Ltd. Methods for determining particle size of metal nanocatalyst for growing carbon nanotubes
US20060104886A1 (en) 2004-11-17 2006-05-18 Luna Innovations Incorporated Pure-chirality carbon nanotubes and methods
US20060204426A1 (en) 2004-11-17 2006-09-14 Research Foundation Of The City University Of New York Methods and devices for making carbon nanotubes and compositions thereof
WO2007001461A2 (en) 2004-11-19 2007-01-04 William Marsh Rice University Efficient fluorimetric analyzer for single-walled carbon nanotubes
US20060141346A1 (en) 2004-11-23 2006-06-29 Gordon John H Solid electrolyte thermoelectrochemical system
WO2006057467A1 (en) 2004-11-26 2006-06-01 Seoul National University Industry Foundation Method for large-scale production of monodisperse nanoparticles
US7842271B2 (en) 2004-12-07 2010-11-30 Petrik Viktor I Mass production of carbon nanostructures
WO2006068800A2 (en) 2004-12-22 2006-06-29 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Production of alkylated aromatic hydrocarbons from methane
US7772447B2 (en) 2004-12-22 2010-08-10 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Production of liquid hydrocarbons from methane
US7871591B2 (en) 2005-01-11 2011-01-18 Honda Motor Co., Ltd. Methods for growing long carbon single-walled nanotubes
FR2881418B1 (fr) 2005-02-03 2007-04-27 Centre Nat Rech Scient Materiaux a base de nanofibres ou nanotubes enchevetres, leur preparation et utilisations
FR2881735B1 (fr) 2005-02-07 2008-04-18 Arkema Sa Procede de synthese de nanotubes de carbone
US20060191835A1 (en) 2005-02-28 2006-08-31 Petrik Viktor I Compositions and methods of remediation devices with nanostructured sorbent
US7645933B2 (en) 2005-03-02 2010-01-12 Wisconsin Alumni Research Foundation Carbon nanotube Schottky barrier photovoltaic cell
JP4786205B2 (ja) 2005-03-14 2011-10-05 浜松ホトニクス株式会社 カーボンナノチューブの加工方法、及び加工装置
US7947247B2 (en) 2005-03-29 2011-05-24 Hyperion Catalysis International, Inc. Method for preparing single walled carbon nanotubes from a metal layer
JP2008534425A (ja) 2005-03-29 2008-08-28 ハイピリオン カタリシス インターナショナル インコーポレイテッド 金属層から単層カーボンナノチューブを製造する方法
JP4758130B2 (ja) 2005-04-12 2011-08-24 国立大学法人北見工業大学 ナノ炭素の製造方法およびナノ炭素製造用触媒反応装置
CN100500555C (zh) 2005-04-15 2009-06-17 清华大学 碳纳米管阵列结构及其制备方法
US20060245996A1 (en) 2005-04-27 2006-11-02 Peking University Method of synthesizing single walled carbon nanotubes
CN101273114A (zh) 2005-04-29 2008-09-24 海塞特有限责任公司 用于转化烃物质的体系和方法
EP1885652A4 (en) 2005-05-03 2010-02-24 Nanocomp Technologies Inc CARBON MATERIALS AND METHOD OF MANUFACTURING THEREFOR
US7901654B2 (en) 2005-05-05 2011-03-08 Honda Motor Co., Ltd. Synthesis of small diameter single-walled carbon nanotubes
US20070020168A1 (en) 2005-05-13 2007-01-25 Board Of Trustees Of Michigan State University Synthesis of long and well-aligned carbon nanotubes
US8545790B2 (en) 2005-06-04 2013-10-01 Gregory Konesky Cross-linked carbon nanotubes
WO2008054349A2 (en) 2005-07-07 2008-05-08 The University Of Maryland Carbon nanotube structures formed on large free floating substrates
DE102005032072A1 (de) 2005-07-08 2007-01-11 Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg Gemeinnützige Stiftung e.V. Kohlenstoff-Nanopartikel, deren Herstellung und deren Verwendung
US20100222432A1 (en) 2005-08-11 2010-09-02 Kansas State University Research Foundation Synthetic Carbon Nanotubes
US7663288B2 (en) 2005-08-25 2010-02-16 Cornell Research Foundation, Inc. Betavoltaic cell
EP1797950A1 (en) 2005-12-14 2007-06-20 Nanocyl S.A. Catalyst for a multi-walled carbon nanotube production process
FI120195B (fi) 2005-11-16 2009-07-31 Canatu Oy Hiilinanoputket, jotka on funktionalisoitu kovalenttisesti sidotuilla fullereeneilla, menetelmä ja laitteisto niiden tuottamiseksi ja niiden komposiitit
JP4811712B2 (ja) 2005-11-25 2011-11-09 独立行政法人産業技術総合研究所 カーボンナノチューブ・バルク構造体及びその製造方法
US9388047B2 (en) 2005-12-01 2016-07-12 Northeastern University Directed assembly of carbon nanotubes and nanoparticles using nanotemplates
WO2008054416A2 (en) 2005-12-14 2008-05-08 Carbon Nanotechnologies, Inc. Gas phase process for growing carbon nanotubes utilizing sequential multiple catalyst injection
CN100500556C (zh) 2005-12-16 2009-06-17 清华大学 碳纳米管丝及其制作方法
US20070149392A1 (en) 2005-12-22 2007-06-28 Ku Anthony Y Reactor for carbon dioxide capture and conversion
FR2895393B1 (fr) 2005-12-23 2008-03-07 Arkema Sa Procede de synthese de nanotubes de carbone
WO2007074506A1 (ja) 2005-12-26 2007-07-05 Fujitsu Limited カーボンナノチューブの成長方法及び成長システム
US8859048B2 (en) 2006-01-03 2014-10-14 International Business Machines Corporation Selective placement of carbon nanotubes through functionalization
US8202505B2 (en) 2006-01-06 2012-06-19 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Aligned carbon nanotube bulk aggregate, process for producing the same and uses thereof
US8329135B2 (en) 2006-01-06 2012-12-11 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Aligned carbon nanotube bulk structure having portions different in density
JP5550833B2 (ja) 2006-01-30 2014-07-16 本田技研工業株式会社 高品質単層カーボンナノチューブ成長の方法および装置
US8163263B2 (en) 2006-01-30 2012-04-24 Honda Motor Co., Ltd. Catalyst for the growth of carbon single-walled nanotubes
US8119032B2 (en) 2006-02-07 2012-02-21 President And Fellows Of Harvard College Gas-phase functionalization of surfaces including carbon-based surfaces
WO2008085183A2 (en) 2006-02-07 2008-07-17 President And Fellows Of Harvard College Gas-phase functionalization of carbon nanotubes
US7569203B2 (en) 2006-02-21 2009-08-04 Drexel University Production and uses of carbon suboxides
JP4678687B2 (ja) 2006-02-24 2011-04-27 公立大学法人大阪府立大学 カーボンナノ構造物の製造方法及び同製造装置
US8124503B2 (en) 2006-03-03 2012-02-28 William Marsh Rice University Carbon nanotube diameter selection by pretreatment of metal catalysts on surfaces
CN101506413A (zh) 2006-03-03 2009-08-12 伊利诺伊大学评议会 制造空间排列的纳米管和纳米管阵列的方法
EP1837306B1 (en) 2006-03-20 2011-07-20 Research Institute of Petroleum Industry (RIPI) Continuous process for producing carbon nanotubes
EP2001795A4 (en) 2006-03-29 2012-06-27 Hyperion Catalysis Int PROCESS FOR PREPARING SINGLE-WALL UNIFORM CARBON NANOTUBES
DE102006017695A1 (de) 2006-04-15 2007-10-18 Bayer Technology Services Gmbh Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoffnanoröhrchen in einer Wirbelschicht
US7659437B2 (en) 2006-04-21 2010-02-09 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for methane conversion
JPWO2007125923A1 (ja) 2006-04-24 2009-09-10 独立行政法人産業技術総合研究所 単層カーボンナノチューブ、該単層カーボンナノチューブを含む炭素繊維集合体並びにそれらの製造方法
TW200804613A (en) 2006-04-28 2008-01-16 Univ California Synthesis of pure nanotubes from nanotubes
US8268281B2 (en) 2006-05-12 2012-09-18 Honda Motor Co., Ltd. Dry powder injector for industrial production of carbon single walled nanotubes (SWNTs)
JP2007313621A (ja) 2006-05-29 2007-12-06 Kanai Juyo Kogyo Co Ltd 研磨ロール及びその製造方法
US20080233402A1 (en) 2006-06-08 2008-09-25 Sid Richardson Carbon & Gasoline Co. Carbon black with attached carbon nanotubes and method of manufacture
US20080217588A1 (en) 2006-08-30 2008-09-11 Arnold Michael S Monodisperse single-walled carbon nanotube populations and related methods for providing same
WO2008039496A2 (en) 2006-09-27 2008-04-03 The Trustees Of Columbia University Growth and applications of ultralong carbon nanotubes
EP2084105A4 (en) 2006-10-18 2011-07-27 Agency Science Tech & Res METHOD FOR FUNCTIONALIZING CARBON MATERIAL
US8753602B2 (en) 2006-10-19 2014-06-17 University Of Cincinnati Composite catalyst and method for manufacturing carbon nanostructured materials
JP5140989B2 (ja) 2006-10-26 2013-02-13 ソニー株式会社 単層カーボンナノチューブヘテロ接合の製造方法および半導体素子の製造方法
CN100450922C (zh) 2006-11-10 2009-01-14 清华大学 一种超长定向的碳纳米管丝/薄膜及其制备方法
JP5157147B2 (ja) 2006-12-08 2013-03-06 株式会社デンソー カーボンナノチューブ製造装置及びその製造方法
CA2672449A1 (en) 2006-12-19 2008-06-26 Jean-Marie Basset Process for converting methane into a higher alkane mixture
KR100824301B1 (ko) 2006-12-21 2008-04-22 세메스 주식회사 반응 챔버와 이를 포함하는 탄소나노튜브 합성 장치 및 설비
KR100829555B1 (ko) 2007-01-25 2008-05-14 삼성에스디아이 주식회사 탄소나노튜브, 담지 촉매, 상기 담지 촉매의 제조 방법 및상기 담지 촉매를 포함한 연료 전지
US7794797B2 (en) 2007-01-30 2010-09-14 Cfd Research Corporation Synthesis of carbon nanotubes by selectively heating catalyst
US20090056802A1 (en) 2007-02-16 2009-03-05 Eli Michael Rabani Practical method and means for mechanosynthesis and assembly of precise nanostructures and materials including diamond, programmable systems for performing same; devices and systems produced thereby, and applications thereof
WO2008102813A1 (ja) 2007-02-20 2008-08-28 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology カーボンナノチューブからなる梁状体及びその製造方法
CN101049927B (zh) 2007-04-18 2010-11-10 清华大学 连续化生产碳纳米管的方法及装置
JP5301793B2 (ja) 2007-05-07 2013-09-25 国立大学法人北海道大学 再分散用微細炭素繊維集合塊およびその製造方法
ES2390099T3 (es) 2007-05-11 2012-11-06 Grupo Antolín-Ingeniería, S.A. Nanofibras de carbono y procedimiento para obtener dichas nanofibras
CA2724951C (en) 2007-05-31 2021-09-07 The Administrators Of The Tulane Educational Fund Method of forming stable functionalized nanoparticles
CN101707864A (zh) 2007-06-06 2010-05-12 琳德有限公司 产生用于碳纳米材料生产的一氧化碳的联合方法
US20080305030A1 (en) 2007-06-06 2008-12-11 Mckeigue Kevin Integrated processes for generating carbon monoxide for carbon nanomaterial production
US20080305028A1 (en) * 2007-06-06 2008-12-11 Mckeigue Kevin Integrated processes for generating carbon monoxide for carbon nanomaterial production
US20080305029A1 (en) 2007-06-06 2008-12-11 Mckeigue Kevin Integrated processes for generating carbon monoxide for carbon nanomaterial production
JP4692520B2 (ja) 2007-06-13 2011-06-01 株式会社デンソー カーボンナノチューブ製造方法
US20090004075A1 (en) 2007-06-26 2009-01-01 Viko System Co., Ltd. Apparatus for mass production of carbon nanotubes using high-frequency heating furnace
JP5266907B2 (ja) 2007-06-29 2013-08-21 東レ株式会社 カーボンナノチューブ集合体、分散体および導電性フィルム
US8314044B2 (en) 2007-08-17 2012-11-20 Juzer Jangbarwala Fibrous composite catalytic structures and their use in chemical reactors
DE102007044031A1 (de) 2007-09-14 2009-03-19 Bayer Materialscience Ag Kohlenstoffnanoröhrchenpulver, Kohlenstoffnanoröhrchen und Verfahren zu ihrer Herstellung
KR100933028B1 (ko) 2007-09-28 2009-12-21 세메스 주식회사 탄소나노튜브 제조 설비 및 이를 이용한 탄소나노튜브의제조 방법
CN101970104B (zh) 2007-11-09 2013-11-06 华盛顿州立大学研究基金会 催化剂和相关方法
US20090136413A1 (en) 2007-11-15 2009-05-28 Zhongrui Li Method for enhanced synthesis of carbon nanostructures
WO2009069344A1 (ja) 2007-11-30 2009-06-04 Toray Industries, Inc. カーボンナノチューブ集合体およびその製造方法
CN101848859A (zh) 2007-12-26 2010-09-29 日机装株式会社 碳纳米管或碳纳米纤维的生产装置和采集装置
US20090191352A1 (en) 2008-01-24 2009-07-30 Nanodynamics, Inc. Combustion-Assisted Substrate Deposition Method For Producing Carbon Nanosubstances
US20110020211A1 (en) 2008-03-07 2011-01-27 University Of Toledo High Throughput Carbon Nanotube Growth System, and Carbon Nanotubes and Carbon Nanofibers Formed Thereby
JP5447367B2 (ja) 2008-03-07 2014-03-19 日立化成株式会社 カーボンナノチューブの製造方法及びカーボンナノチューブ製造装置
JP5652201B2 (ja) 2008-03-25 2015-01-14 東レ株式会社 導電性複合体およびその製造方法
KR101034579B1 (ko) 2008-03-28 2011-05-12 한화케미칼 주식회사 탄소나노튜브의 연속적인 표면처리 방법 및 장치
GB0805837D0 (en) 2008-03-31 2008-06-04 Qinetiq Ltd Chemical Vapour Deposition Process
US8252264B2 (en) 2008-04-09 2012-08-28 Riehl-Johnson Holdings, Llc Method for production of carbon nanostructures
EP2263974B1 (en) 2008-04-16 2014-06-18 Zeon Corporation Equipment and method for producing orientated carbon nano-tube aggregates
JP5179979B2 (ja) 2008-04-16 2013-04-10 日信工業株式会社 カーボンナノファイバー及びその製造方法、カーボンナノファイバーを用いた炭素繊維複合材料の製造方法及び炭素繊維複合材料
US20100081568A1 (en) 2008-04-21 2010-04-01 Lockheed Martin Corporation Methods for producing carbon nanotubes with controlled chirality and diameter and products therefrom
CN102076605A (zh) 2008-06-30 2011-05-25 昭和电工株式会社 制造碳纳米材料的方法和制造碳纳米材料的系统
KR20110040900A (ko) 2008-07-10 2011-04-20 닛신 고오교오 가부시키가이샤 카본 나노 파이버 및 그 제조 방법 및 탄소섬유 복합 재료
WO2010014650A2 (en) 2008-07-29 2010-02-04 Honda Motor Co., Ltd. Preferential growth of single-walled carbon nanotubes with metallic conductivity
CN101712468B (zh) 2008-09-30 2014-08-20 清华大学 碳纳米管复合材料及其制备方法
KR101007183B1 (ko) 2008-10-23 2011-01-12 제일모직주식회사 탄소나노튜브 합성용 담지촉매, 그 제조방법 및 이를 이용한 탄소나노튜브
CN102209675B (zh) 2008-11-14 2014-07-23 电源开发工程技术株式会社 闭锁料斗
US8617270B2 (en) 2008-12-03 2013-12-31 Kellogg Brown & Root Llc Systems and methods for improving ammonia synthesis efficiency
WO2010087903A1 (en) 2008-12-11 2010-08-05 William Marsh Rice University Strongly bound carbon nanotube arrays directly grown on substrates and methods for production thereof
JP5355062B2 (ja) 2008-12-15 2013-11-27 東洋エンジニアリング株式会社 メタノール及びアンモニアの併産方法
US20100160155A1 (en) 2008-12-22 2010-06-24 Kangning Liang Carbon Nanotubes with Nano-Sized Particles Adhered thereto and Method of Preparing Same
KR101226522B1 (ko) 2008-12-22 2013-01-25 제일모직주식회사 솔리드 스피어 구조를 갖는 담지촉매, 그 제조방법 및 이를 이용하여 제조한 탄소나노튜브
KR100969860B1 (ko) 2008-12-29 2010-07-13 금호석유화학 주식회사 탄소나노튜브 제조용 촉매조성물
US8318250B2 (en) 2009-02-13 2012-11-27 Babcock & Wilcox Technical Services Y-12, Llc Anchored nanostructure materials and method of fabrication
KR101074027B1 (ko) 2009-03-03 2011-10-17 한국과학기술연구원 그래펜 복합 나노섬유 및 그 제조 방법
KR100969861B1 (ko) 2009-03-13 2010-07-13 금호석유화학 주식회사 비정질 실리콘 입자 함유 복합담지체를 포함하는 탄소나노튜브 제조용 촉매 및 이를 이용한 탄소나노튜브 대량 합성 방법
MX2011010864A (es) * 2009-04-17 2011-11-01 Seerstone Llc Metodo para la produccion de carbono solido mediante la reduccion de oxidos de carbono.
WO2010124263A2 (en) 2009-04-24 2010-10-28 Old Dominion University Research Foundation Electroosmotic pump
KR101038750B1 (ko) 2009-05-20 2011-06-03 한국에너지기술연구원 탄소나노튜브의 내부 채널에 금속촉매 나노입자가 담지된 탄소나노튜브 촉매 및 이의 제조방법
US8454923B2 (en) 2009-06-10 2013-06-04 Carbon Solutions, Inc. Continuous extraction technique for the purification of carbon nanomaterials
JP5647435B2 (ja) 2009-06-11 2014-12-24 Ｄｏｗａホールディングス株式会社 カーボンナノチューブおよびその製造方法
WO2010147193A1 (ja) 2009-06-17 2010-12-23 独立行政法人産業技術総合研究所 高比表面積のカーボンナノチューブ集合体の製造方法
WO2010146169A2 (en) 2009-06-18 2010-12-23 Corus Technology Bv A process of direct low-temperature growth of carbon nanotubes (cnt) and fibers (cnf) on a steel strip
US20110014368A1 (en) 2009-07-14 2011-01-20 Cfd Research Corporation Carbon nanotube growth at reduced temperature via catalytic oxidation
EP2454015B1 (en) 2009-07-17 2019-05-15 Southwest Nanotechnologies, Inc. Catalyst precursor composition
BR112012002233A2 (pt) 2009-07-31 2019-09-24 Massachustts Institute Of Tech sietmas e métodos relacionados à formação de nanoestruturas a base de carbono.
US8487392B2 (en) 2009-08-06 2013-07-16 Widetronix, Inc. High power density betavoltaic battery
DE102009038464A1 (de) 2009-08-21 2011-02-24 Bayer Materialscience Ag Kohlenstoffnanoröhrchen-Agglomerat
WO2011029144A1 (en) 2009-09-10 2011-03-17 The University Of Western Australia A process for producing hydrogen from hydrocarbons
RU2414296C1 (ru) 2009-10-29 2011-03-20 Инфра Текнолоджиз Лтд. Катализатор для синтеза углеводородов из со и h2 и способ его получения
JP2011116614A (ja) * 2009-12-03 2011-06-16 Hiroo Uryu 二酸化炭素吸収炭素析出装置
US8293204B2 (en) 2009-12-19 2012-10-23 Abbas Ali Khodadadi Carbon nanotubes continuous synthesis process using iron floating catalysts and MgO particles for CVD of methane in a fluidized bed reactor
US8225704B2 (en) 2010-01-16 2012-07-24 Nanoridge Materials, Inc. Armor with transformed nanotube material
EP2404869A1 (en) 2010-07-06 2012-01-11 Ammonia Casale S.A. Process for producing ammonia synthesis gas
US8596047B2 (en) 2011-07-25 2013-12-03 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Vehicle electrocatalyzer for recycling carbon dioxide to fuel hydrocarbons
TW201341609A (zh) 2011-12-12 2013-10-16 Exxonmobil Upstream Res Co 用於形成碳奈米管之方法及系統
MY165755A (en) * 2011-12-12 2018-04-23 Exxonmobile Upstream Res Company Method and systems for forming carbon nanotubes
US20130154438A1 (en) 2011-12-20 2013-06-20 Marvin Tan Xing Haw Power-Scalable Betavoltaic Battery
NO2749379T3 (ja) 2012-04-16 2018-07-28
EP2838844A4 (en) 2012-04-16 2015-10-28 Seerstone Llc METHOD FOR TREATING A GAS CLEARANCE CONTAINING CARBON OXIDES
US9090472B2 (en) 2012-04-16 2015-07-28 Seerstone Llc Methods for producing solid carbon by reducing carbon dioxide
US9221685B2 (en) 2012-04-16 2015-12-29 Seerstone Llc Methods of capturing and sequestering carbon
WO2013158155A1 (en) 2012-04-16 2013-10-24 Seerstone Llc Methods for using metal catalysts in carbon oxide catalytic converters
EP2838837A4 (en) 2012-04-16 2015-12-23 Seerstone Llc METHODS AND STRUCTURES FOR REDUCING CARBON OXIDES WITH NON-FERROUS CATALYSTS
US20150064092A1 (en) 2012-04-16 2015-03-05 Seerstone Llc Methods and reactors for producing solid carbon nanotubes, solid carbon clusters, and forests
TW201410596A (zh) 2012-04-17 2014-03-16 艾克頌美孚上游研究公司 用於形成碳的同素異形體的進料
TWI570072B (zh) 2012-04-18 2017-02-11 艾克頌美孚上游研究公司 移除水流中奈米碳管之方法和系統
TW201400407A (zh) 2012-04-18 2014-01-01 Exxonmobil Upstream Res Co 用於形成碳同素異形體之觸媒的製造
TWI627130B (zh) 2012-04-18 2018-06-21 美商艾克頌美孚上游研究公司 由連續反應器流出物移出碳奈米管之方法
US9896341B2 (en) 2012-04-23 2018-02-20 Seerstone Llc Methods of forming carbon nanotubes having a bimodal size distribution
WO2013162650A1 (en) 2012-04-23 2013-10-31 Seerstone Llc Carbon nanotubes having a bimodal size distribution
WO2014011631A1 (en) 2012-07-12 2014-01-16 Seerstone Llc Solid carbon products comprising carbon nanotubes and methods of forming same
WO2014011206A1 (en) 2012-07-13 2014-01-16 Seerstone Llc Methods and systems for forming ammonia and solid carbon products
US9779845B2 (en) 2012-07-18 2017-10-03 Seerstone Llc Primary voltaic sources including nanofiber Schottky barrier arrays and methods of forming same
JP6389824B2 (ja) 2012-11-29 2018-09-12 シーアストーン リミテッド ライアビリティ カンパニー 固体炭素材料を製造するための反応器および方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013158161A1 (en) 2013-10-24
JP2015514670A (ja) 2015-05-21
MX354526B (es) 2018-03-07
US20150078982A1 (en) 2015-03-19
CN104302576B (zh) 2017-03-08
MX2014012545A (es) 2015-04-14
US9221685B2 (en) 2015-12-29
CN104302576A (zh) 2015-01-21
EP2838838A4 (en) 2015-10-21
EP2838838A1 (en) 2015-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6242858B2 (ja) 炭素を捕捉および隔離するため、ならびに廃ガスストリーム中の酸化炭素の質量を低減するための方法およびシステム
JP6379085B2 (ja) 炭素酸化物を含有するオフガスを処理するための方法
JP6025979B2 (ja) アンモニアおよび固体炭素生成物を形成するための方法およびシステム
JP6755269B2 (ja) 二酸化炭素を還元することによって固体炭素を生成するための方法
US9783416B2 (en) Methods of producing hydrogen and solid carbon
KR102011642B1 (ko) 물 시스템으로부터 탄소 나노튜브들을 제거하는 방법
US20160039677A1 (en) Direct combustion heating
TW201410596A (zh) 用於形成碳的同素異形體的進料
WO2018098495A1 (en) Methods and systems for forming ammonia and solid carbon products

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150220

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20150615

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160311

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170315

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170322

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170621

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171012

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171108

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6242858

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250