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公開番号2024121095
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-06
出願番号2023027995
出願日2023-02-27
発明の名称物質の生成方法
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人平木国際特許事務所
主分類C01B 32/40 20170101AFI20240830BHJP(無機化学)
要約【課題】電力消費量を改善することができる物質の生成方法を提供することを主目的とする。
【解決手段】本発明の物質の生成方法は、一対の電極間に設けられた触媒の存在下で上記電極間に電圧を印加しながら原料ガスの触媒反応を行うことで生成物を得る物質の生成方法であって、上記触媒の温度を、上記触媒の温度低下に伴う上記電極間の抵抗の上昇率が小さくなる境界温度以下とした状態において、上記触媒の存在下で上記電極間に電圧を印加しながら上記原料ガスの上記触媒反応を行うことを特徴とする。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
一対の電極間に設けられた触媒の存在下で前記電極間に電圧を印加しながら原料ガスの触媒反応を行うことで生成物を得る物質の生成方法であって、
前記触媒の温度を、前記触媒の温度低下に伴う前記電極間の抵抗の上昇率が小さくなる境界温度以下とした状態において、前記触媒の存在下で前記電極間に電圧を印加しながら前記原料ガスの前記触媒反応を行うことを特徴とする物質の生成方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒に電場を印加しながら触媒反応を行うことで生成物を得る物質の生成方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、触媒に電場を印加しながら触媒反応を行う技術が知られている。触媒に電場を印加しながら触媒反応を行う場合には、本来は触媒反応が進行しない低温でも触媒反応を進行させることが可能となる。このように触媒に電場を印加しながら低温で行う触媒反応は、電場触媒反応と呼ばれ、反応温度の低下によるエネルギー消費量の低減や触媒の劣化防止などの効果が期待されている。
【０００３】
このような電場触媒反応が利用される技術として、例えば、特許文献１に記載されたプラントが知られている。このプラントは、少なくともメタン及び二酸化炭素を含む原料ガスを改質して得られた改質ガスを消費するプラントであって、原料ガスを改質するための改質触媒及び該改質触媒に電力を供給する電力供給部材を含み、改質触媒に電力を供給して原料ガスを改質する改質装置と、改質ガスを消費する改質ガス消費装置とを備えている。このプラントでは、改質触媒に電力を供給し電場を印加しながら、原料ガスを改質する電場触媒反応を行うことにより、触媒反応の反応温度の温度範囲を、３７３Ｋ～７００Ｋまで低下させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－０３１３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本来は触媒反応が進行しないような低温でも触媒に電場を印加することで触媒反応を進行させるという電場触媒反応の作用は、触媒の温度が上昇すると、触媒の温度上昇に伴う活性化による触媒反応の進行により打ち消されることで、発現しなくなる傾向がある。そして、電場触媒反応の作用が発現する温度範囲は、触媒や触媒に電場を印加するための電極等の材料成分に応じて変化することがある。また、触媒反応を継続して行っていると、触媒や電極等の材料の劣化などが原因となって、電場触媒反応の作用が発現する温度範囲が変化することもある。このため、従来の技術では、電場触媒反応の作用が発現しないにもかかわらず、触媒に電場を印加しながら触媒反応を行ってしまい、電力を無駄に消費し、反応効率が低下する問題が起こるおそれがある。一方、触媒に電場を印加しながら行う触媒反応で、電場触媒反応の作用が発現しているか否かを検知するためには、生成物をその都度捕集し、成分分析器でその成分の濃度を定量化する必要があり、手間が多くかかるため、検知は困難である。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電力消費量を改善することができる物質の生成方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の物質の生成方法は、一対の電極間に設けられた触媒の存在下で上記電極間に電圧を印加しながら原料ガスの触媒反応を行うことで生成物を得る物質の生成方法であって、上記触媒の温度を、上記触媒の温度低下に伴う上記電極間の抵抗の上昇率が小さくなる境界温度以下とした状態において、上記触媒の存在下で上記電極間に電圧を印加しながら上記原料ガスの上記触媒反応を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電力消費量を改善することができる。
【０００９】
以上に説明した内容以外の本発明の課題、構成、及び効果は、以下の発明を実施するための形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
一の実施形態に係る触媒反応装置を概略的に示す断面図である。
一の実施形態に係る物質の生成方法の概要を示すフローチャートである。
一の実施形態に係る物質の生成方法における境界温度の算出方法の概要を示すフローチャートである。
（ａ）は、実施例の触媒反応での触媒の温度の６０秒間の単純移動平均及び応答電圧の６０秒間の単純移動平均の関係を表す点の一部をプロットしたグラフである。（ｂ）は、実施例の触媒反応及び比較例１の触媒反応での触媒の温度の６０秒間の単純移動平均及び生成ガスのＣＯ濃度の６０秒間の単純移動平均の関係を表す点の一部をプロットしたグラフである。
（ａ）は、比較例２の触媒反応での触媒の温度の６０秒間の単純移動平均及び応答電圧の６０秒間の単純移動平均の関係を表す点の一部をプロットしたグラフである。（ｂ）は、比較例２の触媒反応及び比較例３の触媒反応での触媒の温度の６０秒間の単純移動平均及び生成ガスのＣＯ濃度の６０秒間の単純移動平均の関係を表す点の一部をプロットしたグラフである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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