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公開番号2025088833
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-12
出願番号2023203575
出願日2023-12-01
発明の名称アンモニアの合成装置
出願人日本特殊陶業株式会社,国立大学法人東京科学大学
代理人弁理士法人真明センチュリー
主分類C01C 1/04 20060101AFI20250605BHJP(無機化学)
要約【課題】水素の反応性を向上できるアンモニアの合成装置を提供する。
【課題手段】合成装置は、窒素を含むガスが流れる反応場にプラズマを発生するプラズマ発生装置と、反応場に水素を発生するカソードを含む電気化学セルと、を備え、カソードは、プラズマ発生装置のアース電極を兼ねる。電気化学セルは、プロトン伝導性の電解質を含んでいても良い。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
窒素を含むガスが流れる反応場にプラズマを発生するプラズマ発生装置と、
前記反応場に水素を発生するカソードを含む電気化学セルと、を備え、アンモニアを合成する合成装置であって、
前記カソードは、前記プラズマ発生装置のアース電極を兼ねる合成装置。
続きを表示（約 52 文字）【請求項２】
前記電気化学セルは、プロトン伝導性の電解質を含む請求項１記載の合成装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は窒素と水素との反応によりアンモニアを合成する合成装置に関する。
続きを表示（約 970 文字）【背景技術】
【０００２】
プラズマ発生装置を用いて励起した窒素と、水の電気分解で発生した水素と、の反応によってアンモニアを合成する先行技術は特許文献１に開示されている。特許文献２や非特許文献１にはプロトン伝導性の電解質を含む電気化学セルとプラズマとを併用したアンモニア合成に関する先行技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－１６４７３６号公報
中国実用新案第２１７１４８５８７号明細書
【非特許文献】
【０００４】
ACS Energy Lett. 2021, 6, 2, 313-319
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
先行技術ではプラズマ中に反応性の高い活性種が存在するが、水の電気分解で発生した水素との反応性に改善の余地がある。
【０００６】
本発明はこの要求に応えるためになされたものであり、水素の窒素に対する反応性を向上できるアンモニアの合成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するための第１の態様は、窒素を含むガスが流れる反応場にプラズマを発生するプラズマ発生装置と、反応場に水素を発生するカソードを含む電気化学セルと、を備え、カソードは、プラズマ発生装置のアース電極を兼ねる。
【０００８】
第２の態様は、第１の態様において、電気化学セルはプロトン伝導性の電解質を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、反応場に水素を発生する電気化学セルのカソードは、プラズマ発生装置のアース電極を兼ねる。カソードに発生した水素が、プラズマにより活性化された窒素と反応する確率が高くなるため、水素の窒素に対する反応性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１実施の形態におけるアンモニアの合成装置の模式的な断面図である。
第２実施の形態におけるアンモニアの合成装置の模式的な断面図である。
【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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