微型反应器及其制造方法技术

微型反应器具有由一组基板接合而成的接合体、由在上述基板的至少一方基板的接合面上形成的微细槽部构成的流通路径、以及布设在该流通路径内的催化剂载持部件，在制造这种微型反应器时，与接合体的形成相独立地制造催化剂载持部件，在形成接合体时将催化剂载持部件布设在流通路径内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及微型反应器，特别是利用载持的催化剂进行所希望的反应的微型反应器以及该微型反应器的制造方法。
技术介绍
过去，利用催化剂的反应器在各种领域得到使用，人们根据目的对其进行了最佳设计。另一方面，近年来，由于从地球环境保护的角度来说能够避免二氧化碳等温室效应气体的产生并且由于能源效率高，因而以氢气作为燃料的做法受到关注。特别是燃料电池，由于能够将氢气直接转换成电能，而且在对所产生的热量加以利用的发电及废热供暖系统中能够达到很高的能源转换效率而受到关注。迄今为止，燃料电池在宇宙开发和海洋开发等特殊条件下已经得到使用，而近来，在汽车和家庭个体电源的用途方面也在进行着开发，此外，便携式设备用的燃料电池也已开发出来。便携式设备用的燃料电池必须小型化，而在对烃类燃料进行水蒸气改性以生成氢气的改性器的小型化方面进行着各种研究。例如，在硅基板或陶瓷基板上形成微型沟道，在该微型沟道内载持催化剂而成的微型反应器(特开2002-252014号公报)已经开发出来。但是，包括氢气制造用的微型反应器在内，现有的微型反应器因在微型沟道内载持催化剂，因而选择微型反应器的材质时必须考虑其催化剂载持性，曾经出现过不得不使用热量利用效率很差的材料的情况。而且，存在着在将催化剂载持在微型沟道内的工序中，微型沟道形成后的基板表面的清洁性受到破坏，影响通过基板的接合进行微型反应器的制造等问题。此外，还存在着这样的问题，即，微型沟道内所载持的催化剂在后续工序中被显著污染或丧失活性，可被利用的催化剂受到限制，而且制造时的工艺管理变得困难。再有，现有微型反应器的反应效率低，人们希望能够制造出反应效率高的微型反应器。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述实际情况而提出的，其目的是提供一种小型且能够实现高效率的催化反应的微型反应器、以及能够简便地制造该微型反应器的制造方法。为实现这种目的，本专利技术的微型反应器具有由一组基板相接合而成的接合体；由所述基板的至少一方基板的接合面上所形成的微细槽部构成的流通路径；布设在该流通路径内的催化剂载持部件。作为本专利技术的其它方案，所述催化剂载持部件具有金属基底体、将该金属基底体包覆的金属氧化膜、以及该金属氧化膜所载持的催化剂。作为本专利技术的其它方案，所述金属氧化膜是通过所述金属基底体的阳极氧化形成的，或者，所述金属氧化膜是通过勃姆石处理形成的。作为本专利技术的其它方案，所述接合体至少其一方基板上具有发热体，并且，所述发热体是中间衬着绝缘层设置在所述基板上的。作为本专利技术的其它方案，所述催化剂载持部件具有电热体、将该电热体包覆的金属氧化膜、以及该金属氧化膜所载持的催化剂。作为本专利技术的其它方案，所述金属氧化膜是通过勃姆石处理形成的。作为本专利技术的其它方案，所述催化剂载持部件具有电热体、将该电热体包覆的金属膜、将该金属膜包覆的金属氧化膜、以及该金属氧化膜所载持的催化剂。作为本专利技术的其它方案，所述金属氧化膜是通过所述金属膜的阳极氧化形成的，或者，所述金属氧化膜是通过勃姆石处理形成的。根据如上所述的本专利技术，将催化剂载持部件布设在流通路径内，而不是以基板壁面(流通路径壁面)直接载持催化剂，因此，选择基板时可不必考虑其催化剂载持性，例如，可以使用热传导率高的基板以提高来自发热源的热量的传导效果从而提高反应效率，也可以使用热传导率低的基板以防止流通路径内的热量散发从而提高热的利用率，而且，在催化剂载持部件具有电热体的场合，还能够提供这样一种微型反应器，即，能够将催化剂瞬时加热到适宜的温度，提高停止状态下起动时的升温速率，而且输入电能的利用率高。本专利技术的微型反应器的制造方法，具有在用来构成接合体的一组基板中的至少一方基板的单面上形成微细槽部的槽部形成工序；形成表面载持有催化剂的催化剂载持部件的催化剂载持工序；在所述微细槽部内布设所述催化剂载持部件后使所述一组基板相向接合，从而形成接合体的接合工序，所述接合体具有由所述微细槽部构成的流通路径的、该流通路径内具有所述催化剂载持部件。此外，本专利技术的微型反应器的制造方法，具有在用来构成接合体的一组基板中的至少一方基板的单面上形成多个微细槽部的槽部形成工序；形成表面载持有催化剂的催化剂载持部件的催化剂载持工序；在所述微细槽部内布设所述催化剂载持部件后使所述一组基板相向接合，从而形成接合体的第1接合工序，所述接合体具有由多个所述微细槽部构成的多个流通路径的、各流通路径内具有所述催化剂载持部件的、各流通路径的两端开口部分别从两个端面露出；将具有折返用流通路径的端部部件接合在所述接合体的流通路径的开口部所露出的两个端面上，从而形成一个连续的流通路径的第2接合工序。作为本专利技术的其它方案，在所述催化剂载持工序中，在金属基底体的表面形成金属氧化膜，使该金属氧化膜载持催化剂而形成催化剂载持部件。作为本专利技术的其它方案，通过所述金属基底体的阳极氧化形成所述金属氧化膜，或者，通过勃姆石处理形成所述金属氧化膜。作为本专利技术的其它方案，在所述催化剂载持工序中，将电热体以金属氧化膜进行包覆，使该金属氧化膜载持催化剂而形成催化剂载持部件。作为本专利技术的其它方案，通过勃姆石处理形成所述金属氧化膜。作为本专利技术的其它方案，在所述催化剂载持工序中，将电热体以金属膜进行包覆，再将该金属膜以金属氧化膜进行包覆，使该金属氧化膜载持催化剂而形成催化剂载持部件。作为本专利技术的其它方案，通过所述金属膜的阳极氧化形成所述金属氧化膜，或者，通过勃姆石处理形成所述金属氧化膜。根据如上所述的本专利技术，不使基板的微细槽部直接载持催化剂，而是与在基板上形成微细槽部相独立地进行催化剂载持部件的制造，因此，催化剂载持量的离散性可得到抑制，能够使催化剂的载持均匀，而且能够防止催化剂受到污染或失去活性，此外，能够避免基板表面的清洁性受到破坏，可提高基板接合的可靠性，而且不需要进行难度很大的制造工艺管理。附图说明图1是本专利技术微型反应器的一个实施方式的立体图。图2是图1所示微型反应器的A-A向放大纵剖剖视图。图3是使构成图1所示微型反应器的接合体的基板分离，将催化剂载持部件取出后的立体图。图4是构成图1所示微型反应器的催化剂载持部件的纵剖剖视图。图5是对本专利技术微型反应器的其它实施方式进行展示的基板的俯视图。图6是对本专利技术微型反应器的其它实施方式进行展示的与图2相当的纵剖剖视图。图7是构成图6所示微型反应器的催化剂载持部件的立体图。图8是图7所示催化剂载持部件的放大剖视图。图9是本专利技术微型反应器的其它实施方式的立体图。图10是图9所示微型反应器的B-B向放大纵剖剖视图。图11是构成图9所示微型反应器的催化剂载持部件的纵剖剖视图。图12是本专利技术微型反应器的其它实施方式的立体图。图13是图12所示微型反应器的C-C向放大纵剖剖视图。图14A～图14C是对本专利技术的微型反应器制造方法的一个实施方式进行说明的工序图。图15A～图15C是对本专利技术的微型反应器制造方法的一个实施方式进行说明的工序图。图16A～图16D是对本专利技术的微型反应器制造方法的其它实施方式进行说明的工序图。图17A～图17B是对本专利技术的微型反应器制造方法的其它实施方式进行说明的工序图。图18A～图18C是对本专利技术的微型反应器制造方法的其它实施方式进行说明的工序图。具体实施例方式下面，对本专利技术的实施方式参照附图进行说明。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微型反应器，用来对原料进行改性而制造氢气，其特征是，具有：由一组基板相接合而成的接合体；由所述基板的至少一方基板的接合面上所形成的微细槽部构成的流通路径；布设在该流通路径内的催化剂载持部件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：木原健，八木裕，铃木纲一，荻原吉章，二宫淳司，石川和德，
申请(专利权)人：大日本印刷株式会社，古河电气工业株式会社，古河SKY株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]