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公開番号2025162708
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-28
出願番号2024066083
出願日2024-04-16
発明の名称アンモニアの合成システム
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人弁理士法人真明センチュリー
主分類C01C 1/04 20060101AFI20251021BHJP(無機化学)
要約【課題】エネルギー効率を向上できるアンモニアの合成システムを提供する。
【解決手段】合成システムは、水と窒素とを原料としてアンモニアを生成する合成装置を含み、合成装置は、水蒸気から水素を生成する電気化学セルを含む。合成システムは、電気化学セルに水蒸気を供給する第1の供給装置と、合成装置に窒素を供給する第2の供給装置と、合成装置が生成するアンモニアを含む生成物を精製する精製装置と、合成装置に供給されたエネルギーのうちアンモニアの生成に使用した残りの廃エネルギーを回収する回収装置と、を備え、回収装置は、第1の供給装置、第2の供給装置、合成装置、及び、精製装置のいずれか1つ以上に廃エネルギーを供給する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水と窒素とを原料としてアンモニアを生成する合成装置を含む合成システムであって、
前記合成装置は、水蒸気から水素を生成する電気化学セルを含み、
前記電気化学セルに水蒸気を供給する第１の供給装置と、
前記合成装置に窒素を供給する第２の供給装置と、
前記合成装置が生成するアンモニアを含む生成物を精製する精製装置と、
前記合成装置に供給されたエネルギーのうちアンモニアの生成に使用した残りの廃エネルギーを回収する回収装置と、を備え、
前記回収装置は、前記第１の供給装置、前記第２の供給装置、前記合成装置、及び、前記精製装置のいずれか１つ以上に前記廃エネルギーを供給する合成システム。
続きを表示（約 550 文字）【請求項２】
前記廃エネルギーが供給された前記第１の供給装置、前記合成装置、及び、前記精製装置のいずれか１つ以上は、前記廃エネルギーを熱利用する請求項１記載の合成システム。
【請求項３】
前記廃エネルギーが供給された前記第１の供給装置、前記第２の供給装置、前記合成装置、及び、前記精製装置のいずれか１つ以上は、前記廃エネルギーを電力利用する請求項１記載の合成システム。
【請求項４】
前記廃エネルギーが供給された前記精製装置は、電力利用により前記生成物から特定の成分を分離する請求項３記載の合成システム。
【請求項５】
前記廃エネルギーが供給された前記第２の供給装置は、電力利用によりガスから窒素を分離する請求項３記載の合成システム。
【請求項６】
前記合成装置はプラズマを発生するプラズマ発生装置を含み、
前記廃エネルギーが供給された前記プラズマ発生装置は、電力利用により窒素と水素との反応場にプラズマを発生する請求項３記載の合成システム。
【請求項７】
前記精製装置は、前記生成物からアンモニアを分離した残りの少なくとも一部を前記合成装置に供給する請求項１から６のいずれかに記載の合成システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は水と窒素とを原料とするアンモニアの合成システムに関する。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
水の電気分解で発生した水素と窒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を利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】
先行技術においてエネルギー効率の向上が求められている。
【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、エネルギー効率を向上できるアンモニアの合成システム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、水と窒素とを原料としてアンモニアを生成する合成装置を含み、合成装置は、水蒸気から水素を生成する電気化学セルを含む。合成システムは、電気化学セルに水蒸気を供給する第１の供給装置と、合成装置に窒素を供給する第２の供給装置と、合成装置が生成するアンモニアを含む生成物を精製する精製装置と、合成装置に供給されたエネルギーのうちアンモニアの生成に使用した残りの廃エネルギーを回収する回収装置と、を備える。回収装置は、第１の供給装置、第２の供給装置、合成装置、及び、精製装置のいずれか１つ以上に廃エネルギーを供給する。
【０００８】
第２の態様は、第１の態様において、廃エネルギーが供給された第１の供給装置、合成装置、及び、精製装置のいずれか１以上は廃エネルギーを熱利用する。
【０００９】
第３の態様は、第１又は第２の態様において、廃エネルギーが供給された第１の供給装置、第２の供給装置、合成装置、及び、精製装置のいずれか１つ以上は、廃エネルギーを電力利用する。
【００１０】
第４の態様は、第３の態様において、廃エネルギーが供給された精製装置は、電力利用により生成物から特定の成分を分離する。
（【００１１】以降は省略されています）

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