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AMMONIA GENERATION DEVICE AND AMMONIA GENERATION METHOD

Patent code P150012638
File No. S2014-0478-N0
Posted date Nov 26, 2015
Application number P2014-021110
Publication number P2015-147707A
Patent number P6366287
Date of filing Feb 6, 2014
Date of publication of application Aug 20, 2015
Date of registration Jul 13, 2018
Inventor
  • (In Japanese)三澤 弘明
  • (In Japanese)押切 友也
  • (In Japanese)上野 貢生
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人北海道大学
Title AMMONIA GENERATION DEVICE AND AMMONIA GENERATION METHOD
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently generate ammonia without requiring an external device.
SOLUTION: An ammonia generation device 1 comprises a base material 9 comprising a photocatalytic material, metal bodies 11 that are provided on the surface of the base material 9 or inside the base material 9 and are disposed in a plurality of areas in a separated manner, and an ammonia generation catalyst 13 provided on the base material 9. At least part of the base material 9 is disposed between the metal bodies 11 and the ammonia generation catalyst 13.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

近年、地球規模で環境問題及びエネルギー問題が顕在化されつつあり、光触媒及び太陽電池などの光エネルギー変換系の構築に関する研究が注目されている。その中でも、アンモニアは燃料電池の水素担体として貯蔵性及び可搬性に優れているので、エネルギーキャリアとして盛んに研究されている。しかしながら、従来のアンモニア合成法であるハーバー・ボッシュ法は一般に200気圧、400゜C以上という極めて過酷な条件での反応であり、エネルギーキャリアとしてアンモニアを捉えた場合、生産に用いるエネルギーと得られるアンモニアの化学エネルギーとの収支としては採算が取れない。

このような従来の熱化学反応に代わる反応機構として、半導体を用いた光触媒反応が研究されており、効率を高めるために光触媒の可視光化に関する研究が行われている(例えば、特許文献1)。

また、特許文献2には、酸化チタンを含む半導体基板の表面の中央部に金属微細構造体が配列され、その半導体基板の裏面の全面に導電層が形成され、半導体基板を収容する容器内の金属微細構造体の配置領域が電解質溶液によって満たされた構造の光電変換装置が開示されている。このような光電変換装置によれば、可視光及び近赤外光照射に基づいてプラズモン共鳴波長において光電流が観測される。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、アンモニア発生装置及びアンモニア発生方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
互いに導体で接続された光触媒材料を含む第1基材及び第2基材を有する基材と、
前記第1基材の表面または前記第1基材の内部に設けられ、複数領域に分離して配置されたプラズモン共鳴吸収性を有する金属体と、
前記第2基材に設けられたアンモニア発生触媒と、
前記基材、前記金属体、及び前記アンモニア発生触媒を収容する密閉容器と、
を備え、
前記密閉容器は、前記第1基材の前記表面と対向する第1底面に設けられた光を入射させるための第1窓部と、前記第1底面とは反対側の第2底面に設けられた前記光を入射させるための第2窓部と、を有し、
前記基材の少なくとも一部は、前記金属体と前記アンモニア発生触媒との間に配置されているアンモニア発生装置。

【請求項2】
 
前記光触媒材料は金属酸化物である、請求項1に記載のアンモニア発生装置。

【請求項3】
 
前記金属体は11族元素を含む、請求項1又は請求項2に記載のアンモニア発生装置。

【請求項4】
 
前記アンモニア発生触媒は遷移金属元素を含む、請求項1~請求項3のいずれか一項に記載のアンモニア発生装置。

【請求項5】
 
互いに導体で接続された光触媒材料を含む第1基材及び第2基材を有する基材と、前記第1基材の表面または前記第1基材の内部に設けられ、複数領域に分離して配置されたプラズモン共鳴吸収性を有する金属体と、前記第2基材に設けられたアンモニア発生触媒と、前記基材、前記金属体、及び前記アンモニア発生触媒を収容する密閉容器と、を備え、前記基材の少なくとも一部が前記金属体と前記アンモニア発生触媒との間に配置されているアンモニア発生装置を用意し、
前記アンモニア発生触媒に窒素を接触させて保持し、
前記基材に光を照射し、
前記密閉容器は、前記第1基材の前記表面と対向する第1底面に設けられた前記光を入射させるための第1窓部と、前記第1底面とは反対側の第2底面に設けられた前記光を入射させるための第2窓部と、を有し、
前記第1窓部及び前記第2窓部から前記基材に前記光を照射する、
アンモニア発生方法。

【請求項6】
 
前記光の波長は400nm以上である、請求項5に記載のアンモニア発生方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2014021110thum.jpg
State of application right Registered
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