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公開番号2025029782
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2023134605
出願日2023-08-22
発明の名称化学反応装置および化学反応方法
出願人国立大学法人九州大学,国立大学法人豊橋技術科学大学
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類B01J 19/12 20060101AFI20250228BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】従来の化学反応装置および化学反応方法に比べて、化学反応をより効率的に促進できる化学反応装置および化学反応方法を提供する。
【解決手段】化学反応装置は、20GHz以上40GHz以下のミリ波を発振するミリ波発振器と、内部にミリ波吸収性を有する固体触媒を含みかつ内部に原料を収容する反応器と、ミリ波発振器から反応器へ一方向にミリ波を増幅して伝送する伝送構造と、を含む。化学反応方法は、上記化学反応装置を用いて、ミリ波発振器によりミリ波を発生し、ミリ波を伝送構造を経由して、反応器の内部の固体触媒に供給するステップと、反応器の内部に原料を収容して、固体触媒と原料とを接触させるステップと、を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
２０ＧＨｚ以上４０ＧＨｚ以下のミリ波を発振するミリ波発振器と、内部にミリ波吸収性を有する固体触媒を含みかつ前記内部に原料を収容する反応器と、前記ミリ波発振器から前記反応器へ一方向に前記ミリ波を増幅して伝送する伝送構造と、を含む化学反応装置。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
前記反応器は空洞共振器である請求項１に記載の化学反応装置。
【請求項３】
前記伝送構造は、前記ミリ波発振器に接続されているサーキュレータと、前記サーキュレータに接続されている双方向性結合器と、前記双方向性結合器と前記反応器との間に接続されているＥＨチューナと、前記双方向性結合器に接続されている反射波パワーセンサおよび進行波パワーセンサと、を含む、請求項１または請求項２に記載の化学反応装置。
【請求項４】
前記伝送構造は、前記双方向性結合器と前記ＥＨチューナとの間に接続されているフレキシブル導波管をさらに含む、請求項３に記載の化学反応装置。
【請求項５】
前記反応器の内部温度を測定する温度測定器をさらに含む、請求項１または請求項２に記載の化学反応装置。
【請求項６】
前記反応器の前記原料の化学反応生成物を検出する検出器をさらに含む、請求項１または請求項２に記載の化学反応装置。
【請求項７】
前記固体触媒は担体と前記担体に担持されている金属微粒子とを含む、請求項１または請求項２に記載の化学反応装置。
【請求項８】
前記担体は前記金属微粒子に比べてミリ波吸収性が低い、請求項７に記載の化学反応装置。
【請求項９】
前記金属微粒子は１ｎｍ以上１００ｎｍ以下の粒径を有する、請求項７に記載の化学反応装置。
【請求項１０】
請求項１または請求項２に記載の化学反応装置を用いる化学反応方法であって、
前記ミリ波発振器により前記ミリ波を発生し、前記ミリ波を前記伝送構造を経由して、前記反応器の前記内部の前記固体触媒に供給するステップと、
前記反応器の前記内部に前記原料を収容して、前記固体触媒と前記原料とを接触させるステップと、を含む、化学反応方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、化学反応装置および化学反応方法に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
国際公開第２０１５／１０５０８０号（特許文献１）は、ガスが流通するマイクロ波透過性の反応管と、上記反応管の内部に配置されたマイクロ波吸収性を有する固定床の触媒層と、上記触媒層に応じた上記反応管の外周面を取り囲み、マイクロ波を一部吸収し一部透過するジャケットと、上記ジャケットにマイクロ波を照射するマイクロ波発生器と、を備えた化学反応装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１５／１０５０８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
国際公開２０１５／１０５０８０号（特許文献１）が開示する化学反応装置は、触媒にマイクロ波を照射して触媒活性を高めることにより化学反応を促進するものである。しかしながら、化学反応をさらに促進できる化学反応装置および化学反応方法の開発が望まれていた。
【０００５】
そこで、本開示は、従来の化学反応装置および化学反応方法に比べて、化学反応をより効率的に促進できる化学反応装置および化学反応方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［１］本開示のある態様にかかる化学反応装置は、２０ＧＨｚ以上４０ＧＨｚ以下のミリ波を発振するミリ波発振器と、内部にミリ波吸収性を有する固体触媒を含みかつ内部に原料を収容する反応器と、ミリ波発振器から反応器へ一方向にミリ波を増幅して伝送する伝送構造と、を含む。
【０００７】
［２］上記［１］の化学反応装置において、上記反応器は空洞共振器とすることができる。
【０００８】
［３］上記［１］または［２］の化学反応装置において、上記伝送構造は、上記ミリ波発振器に接続されているサーキュレータと、サーキュレータに接続されている双方向性結合器と、双方向性結合器と上記反応器との間に接続されているＥＨチューナと、双方向性結合器に接続されている反射波パワーセンサおよび進行波パワーセンサと、を含むことができる。
【０００９】
［４］上記［３］にかかる化学反応装置において、上記伝送構造は、上記双方向性結合器と上記ＥＨチューナとの間に接続されているフレキシブル導波管をさらに含むことができる。
【００１０】
［５」上記［１］または［２］にかかる化学反応装置は、上記反応器の内部温度を測定する温度測定器をさらに含むことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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