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公開番号2025115797
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-07
出願番号2024010446
出願日2024-01-26
発明の名称液状炭化水素の増産方法
出願人株式会社コスモス
代理人個人
主分類C07C 1/04 20060101AFI20250731BHJP(有機化学)
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増産する方法の提供。
【解決手段】液状炭化水素HCと混合している水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、更に光触媒を介した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HCを更に合成する方法及び装置であって、二酸化炭素と空気Aとの混合気体Mを反応槽1の底部及び/又は側部から供給するか、又は二酸化炭素及び空気Aをそれぞれ反応槽1の底部及び側部の一方及び他方から供給することによって、水Wの上側における液状炭化水素HCの層を通過する混合気体Mによる気泡との接触、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、水Wの流動によって前記課題を達成している液状炭化水素HCの合成方法。
【選択図】図1
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、二酸化炭素と空気との混合気体の気泡を当該反応槽の底部及び／又は側部から供給するか、又は二酸化炭素の気泡及び空気の気泡を、それぞれ当該反応槽の底部及び側部から供給するか、若しくはそれぞれ当該反応槽の側部及び底部から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において、当該反応槽内の水を流動状態とすることによる液状炭化水素の増産方法。
続きを表示（約 920 文字）【請求項２】
反応槽の水平方向中心位置に回転軸を備え、かつ反応槽の底部の近傍にて回転する回転羽根によって水の流動状態を形成することを特徴とする請求項１記載の液状炭化水素の増産方法。
【請求項３】
回転羽根の回転範囲が反応槽の壁部内側の近傍にまで及んでいることを特徴とする請求項２記載の液状炭化水素の増産方法。
【請求項４】
反応槽の壁部の外側への突出によるバイパスを１個又は複数個設定し、かつ当該バイパス内に備えたスクリュー又は回転羽根によって水の流動状態を形成することを特徴とする請求項１記載の液状炭化水素の増産方法。
【請求項５】
スクリュー又は回転羽根よりも内側に内壁を設け、外壁との間にバイパスの入口及び出口を形成していることを特徴とする請求項２記載の液状炭化水素の増産方法。
【請求項６】
二酸化炭素と空気との混合気体の気泡、又は二酸化炭素の気泡及び空気の気泡の何れかを、反応槽の壁部内側又はその近傍に沿って１カ所又は複数カ所から噴流することによって水の流動状態を形成していることを特徴とする請求項１記載の液状炭化水素の増産方法。
【請求項７】
各気泡の噴流方向が水平方向より下側に傾斜していることを特徴とする請求項４記載の液状炭化水素の増産方法。
【請求項８】
反応槽の底部を水平方向に対し平行状態とするか、又は当該水平方向に対し傾斜させたうえで、反応槽における下側の出口から上側の入口への、ポンプによる水の環流を介して反応槽の水の流動状態を形成することを特徴とする請求項１記載の液状炭化水素の増産方法。
【請求項９】
反応槽の底部が傾斜している場合において、流動する水面の傾斜方向と反応槽の底部の傾斜方向とが同一であることを特徴とする請求項６記載の液状炭化水素の増産方法。
【請求項１０】
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、２、４、６、８の何れか一項に記載の液状炭化水素の増産方法。
（【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合成された液状炭化水素を増産する方法及を対象としている。
続きを表示（約 1,100 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】
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が提唱されている。
【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。
ましてや、水の流動に着目し、液状炭化水素を増産するという発想は全く開示及び示唆されていない。
【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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