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公開番号2025079852
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-23
出願番号2023192688
出願日2023-11-13
発明の名称液状炭化水素の合成方法及び合成装置
出願人株式会社コスモス
代理人個人
主分類C10G 2/00 20060101AFI20250516BHJP(石油,ガスまたはコークス工業;一酸化炭素を含有する工業ガス;燃料;潤滑剤;でい炭)
要約【課題】水中の酸素及び二酸化炭素から液状炭化水素を効率的に生成する方法及び装置の提供。
【解決手段】二酸化炭素が溶解しており、かつ液状炭化水素HCと混合状態にある水Wを収容している反応槽1内にて光触媒を介して、二酸化炭素及び水Wを一酸化炭素及び水素に還元し、更に当該光触媒を介した当該一酸化炭素と当該水素との化学反応によって当該液状炭化水素HCを更に合成するという方法及び装置であって、反応槽1の底部及び/又は胴部から二酸化炭素と空気Aとの混合気体Mを供給するか、又は反応槽1の底部及び側部からそれぞれ二酸化炭素及び空気Aを供給することによって、水Wよりも上側領域にて合成されている液状炭化水素HCの層を通過する前記混合気体Mによる気泡との接触、及び前記層の上側界面と、二酸化炭素と空気Aとの混合気体Mとの接触によって、前記課題を達成することを特徴とする液状炭化水素HCの合成方法及び合成装置。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
継続的に供給されている二酸化炭素が溶解しており、かつ液状炭化水素と混合状態にある水を収容している反応槽内にて光触媒を介して、二酸化炭素及び水を一酸化炭素及び水素に還元し、更に当該光触媒を介した当該一酸化炭素と当該水素との化学反応によって当該液状炭化水素を更に合成する方法であって、当該水の底部及び／又は側部から前記二酸化炭素と空気との混合気体の気泡を供給するか、又は空気の気泡を供給することによって、反応槽の上側領域にて生成されている液状炭化水素の層における上側界面が、前記層を通過した二酸化炭素と空気との混合気体との接触状態を維持している液状炭化水素の合成方法。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
底部及び／又は側部にて混合又は供給されている空気の供給量を調整することを特徴とする請求項１記載の液状炭化水素の合成方法。
【請求項３】
前記上側界面の上側に空気を送付し、かつ当該送付量を調整することを特徴とする請求項１記載の液状炭化水素の合成方法。
【請求項４】
前記上側界面の上側にて二酸化炭素の濃度を測定していることを特徴とする請求項２、３の何れか一項に記載の液状炭化水素の合成方法。
【請求項５】
液状炭化水素の層内に、気泡の移動速度を緩和する抵抗素子を備えていることを特徴とする請求項１、２、３の何れか一項に記載の液状炭化水素の合成方法。
【請求項６】
水中に溶存している酸素が、超音波振動によってナノバブルを形成していることを特徴とする請求項１、２、３の何れか一項に記載の液状炭化水素の合成方法。
【請求項７】
超音波振動によってナノバブルを形成している酸素を含有している水を、反応槽の底部及び／又は側部に供給していることを特徴とする請求項１、２、３の何れか一項に記載の液状炭化水素の合成方法。
【請求項８】
超音波振動によってナノバブルを形成している二酸化炭素及び／又は空気を、反応槽の底部及び／又は側部に供給していることを特徴とする請求項１、２、３の何れか一項に記載の液状炭化水素の合成方法。
【請求項９】
混合状態にある前記液状炭化水素と前記水とが反応槽に流入していることを特徴とする請求項１、２、３の何れか一項に記載の液状炭化水素の合成方法。
【請求項１０】
前記混合気体における二酸化炭素の濃度が４３０ｐｐｍ～２０００ｐｐｍであることを特徴とする請求項１、２、３の何れか一項に記載の液状炭化水素の合成方法。
（【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】
本発明は、水中において光触媒を介して二酸化炭素及び水を一酸化炭素及び水素に還元し、当該光触媒を介した当該一酸化炭素と当該水素との化学反応によって液状炭化水素を合成する方法及び装置を対象としている。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
水中において二酸化炭素を還元させて液状炭化水素を合成することは、既に従来技術によって提唱されている。
【０００３】
例えば、特許文献１においては、光電気化学セルにおいて、二酸化炭素を含む水中に酸素を供給し、二酸化炭素を還元することによって、液状炭化水素を生成する方法が提唱されている（page 81, lines 4- 21）。
【０００４】
即ち、特許文献１における光触媒は、光電気化学セルを前提としており、陰極において液状炭化水素等による燃料を生成していることを前提としている（Claims 2, 77, 79）。
【０００５】
従って、特許文献１においては、純然たる光触媒による二酸化炭素及び水の還元が実現している訳ではない。
現に、特許文献１においては、水に対する紫外線の照射による酸素の活性化は実現されていない（この点において、特許文献２の場合と明らかに相違している。）。
【０００６】
本願の発明者らは、特許文献２に示すように、二酸化炭素が溶解している水中に酸素を供給し、かつ酸素のナノバブルを発生させ、紫外線の照射によってナノバブルから生成された活性酸素の存在下において、光触媒を介して二酸化炭素及び水を一酸化炭素及び水素に還元することを前提とする液状炭化水素の製造方法及び製造装置を提唱している。
【０００７】
しかしながら、特許文献２の場合には、酸素のナノバブルの生成、及び紫外線の照射による活性酸素の生成を必要不可欠としている点において、その構成は、必ずしもシンプルではない。
【０００８】
特許文献１及び同２において、光触媒を介して液状炭化水素を生成した場合には、液状炭化水素の層が水よりも上側領域にて生成されている。
【０００９】
このような場合、二酸化炭素を含有する上側の空気との接触状態が実現するが、その場合には、空気が含有する炭酸ガスの濃度によって、水中の二酸化炭素における還元効率が左右される。
【００１０】
然るに、特許文献１、２のような従来技術においては、液状炭化水素が存在する上側界面と接触する空気における炭酸ガスの濃度の調整によって、効率的に液状炭化水素を生成するという基本的発想は全く提唱されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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