바카라 커뮤니티 (Nomaguchi Ari 회장) (이하 "AIST")
통합 Microsystems Research Center[연구 센터 이사 Maeda Ryutaro] Hetero-Fusion 연구팀 Matsumoto Sohei이자 연구팀 책임자 인 Inoue Tomoya는 Mitsubishi Gas Chemical Co, Ltd, Sakai Kazuo] (이하 Sakai Chemical)와 협력했습니다
마이크로 전자 역학 시스템 (MEMS)기술을 사용하여 제작
Microreactor를 사용하여 개발되었습니다
이 기술은 AIST의 MEMS 기술 및 마이크로 반응기 기술과 Mitsubishi Gas Chemical의 촉매 기술을 결합하여 실현되었으며, 수소 및 산소의 직접적인 반응을 통해 온화한 실온 및 10 대기 조건에서 필요한 농도에서 바카라를 생산할 수있는 기술입니다
이 기술의 세부 사항은 9 월 15 일부터 18 일까지 야마나시 현 코부에서 개최 된 촉매 토론에서 발표 될 것입니다
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그림 : 10%이상의 바카라를 성공적으로 생산 한 미세 반응기
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바카라는 일상 생활의 멸균에서 반도체 공정의 세정에 이르기까지 광범위한 사용을 갖는 기본 화학 물질입니다 현재 석유 화학 복합체에서 생산되지만 광범위한 애플리케이션 (현장)에 필요한 사양이있는 필요한 양의 제품을 허용하는 제조 공정을 사용하는 것은 실용적이지 않습니다 이러한 현장 제조 공정에서, 수소와 산소가 환경 부하를 낮추고 탄소 감소의 관점에서 직접 반응하는 직접 제조 방법이 선호되며,이를 실현하는 것이 바람직하다 직접 제조 방법은 현재 제조 공정을 크게 단순화하는 방법으로 수년 동안 연구되어 왔지만 폭발의 위험을 피해야하며 반응에는 50 ~ 100 대기의 높은 압력이 필요하므로 안전과 경제학을 모두 달성하기가 어려워서 아직 실용적으로 사용되지 않았습니다
최근 몇 년 동안, 마이크로 반응기는 제조 공정의 안전성과 보안을 보장하는 원자로로서 관심을 끌고 있었으며 AIST는 이전에 미세 반응기 기술을 사용하여 환경 적으로 저하 화학 공정을 입증했습니다 바카라 생산 방법을 지시하기 위해 미세 반응기 기술의 적용은 전 세계적으로 간주되었지만 지금까지 1%이상의 바카라를 생산하기가 어려운 것으로 간주되었습니다 이는 미세한 처리 기술의 정교한 조합이 필요하고 반응에 적합한 촉매가 효과적으로 사용되지 않았기 때문입니다
이번에는 AIST가 AIST에서 만든 새로운 유리 소액 반응기를 개발하여 Kitamori Takehiko 교수, 공학 대학원, 도쿄 대학 및 과학 및 기술의 주요 실험실 인 Microchemical Group에 의해 개발 된 미세 화학 칩 제조 기술을 개발함으로써 개발되었습니다 2009] 한편, 미쓰비시 가스 화학 물질은 2009 년에 중국에서 새로운 공장이 출시되면서 해외에서 바카라 사업을 가속화했지만 동시에 새로운 바카라 공정 개발에 초점을 맞추고 있으며 촉매 기술에서 높은 잠재력을 가지고 있습니다 두 기술을 결합하여 고농도의 바카라를위한 새로운 직접 제조 방법을 개발했습니다
또한,이 연구 개발의 일부는 NEDO (New Energy and Industrial Technology Development Organization)의 Industrial Technology Research Grant 프로젝트의 지원을 제공했습니다
이번에 개발 된 직접 제조 방법은 미세 반응기를 사용하여 산소 및 수소로부터 고농도의 바카라를 안전하게 제조합니다 실온 및 10 ATM의 가벼운 조건 하에서, 바카라는 10%의 농도로 생성 될 수 있으며, 사용 된 수소의 40% 이상의 높은 수율을 유지할 수있다 세계에서 10% 바카라의 수용액이 이러한 온화한 조건에서 생성 된 것은 이번이 처음입니다
이번에 개발 된 기술에는 세 가지 기능이 있습니다
첫 번째는 최적의 반응 필드가 촉매로 채워진 마이크로 채널을 통해 달성된다는 것입니다 마이크로 채널 크기를 약 600 마이크로 미터로 제한하면 직접 수소 및 산소 반응의 안전성을 보장합니다 이 반응은 가스 상 (수소 및 산소), 액체 상 (수성 용액) 및 고체 상 (고체 촉매)의 3 단계의 혼합 상 반응이다 마이크로 채널은 가스와 액체를 고체 촉매에서 균일하게 혼합 할 수있는 구조를 필요로하며, 이는 MEMS 기술을 사용하여 성공적으로 생성되었습니다 그림 1은 가스 액체 혼합 상 반응을위한 개발 된 미세 반응기 (1 채널)의 구조를 보여줍니다
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그림 1 가스-액체 혼합 상 반응에 대한 미세 반응기 (1 채널)
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두 번째는 마이크로 반응기에서 병렬화하여 여러 마이크로 채널을 생성하고 반응하는 방법을 개발했다는 것입니다 미세 반응기를 사용하는 화학 공정의 과제 중 하나는 생산량을 증가시키면서 미세 반응기로서의 기능을 활용하는 방법 (번호 업)입니다 성공 또는 번호 업의 실패의 핵심은 각 병렬화 된 마이크로 채널의 반응 조건을 얼마나 균일하게 정렬 할 수 있는지입니다 무화과 도 2는 번호가 매겨진 미세 반응기의 동일한 분포 및 액체 상을위한 미세 구조를 보여줍니다
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그림 2 번호가 매겨진 소액 반응기
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세 번째는 촉매입니다 물은 바카라의 직접 합성 반응에서 유일한 부산물이지만, 고농도의 바카라의 직접 생산을 달성하기 위해, 바카라에 대한 높은 선택성을 갖는 촉매가 필수적이다 Mitsubishi Gas Chemical에 축적 된 촉매 기술에 기초하여, AIST 및 Mitsubishi Gas Chemical은 상업적으로 이용 가능한 촉매를 크게 능가하고 마이크로 채널에서 사용하기에 적합한 높은 선택성을 갖는 촉매를 개발했습니다 이로 인해 10%이상의 고농도에서 바카라를 생산할 수 있습니다 (그림 3)
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그림 3 새로 개발 된 촉매 (PD/TIO2) 및 상업적으로 이용 가능한 기존 촉매 (PD/AL2O3) 비교
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AIST와 Mitsubishi Gas Chemical은 공동 연구를 계속/개발하면서 현장 수소화 바카라 생산 장비에 대한 경험적 연구를 계속 수행 할 것입니다 마이크로 반응기를 사용한 직접 바카라 생산은 현장에서 고급 수소 수소화수소를 생산하는 데 적합한 환경 적으로로드 된 공정이며, 추가 번호 매기기 기술과 공정을위한 추가 장비의 개발을 통해 실제적인 사용을 목표로합니다
또한,이 결과는 가스/액체/고체 3 상 반응에서 미세 반응기의 효과를 입증 하였다 이 마이크로 반응기 기술은 매우 광범위한 응용 프로그램을 보유하고 있으며 미세한 화학 제조와 같은 분야의 응용 프로그램을 홍보 할 계획입니다